DE102023100046A1 - METHOD FOR ASSESSING THE HEALTH STATE OF A RECHARGEABLE BATTERY FOR A VEHICLE AND SYSTEM FOR IMPLEMENTING THE METHOD - Google Patents

METHOD FOR ASSESSING THE HEALTH STATE OF A RECHARGEABLE BATTERY FOR A VEHICLE AND SYSTEM FOR IMPLEMENTING THE METHOD

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DE102023100046A1
DE102023100046A1 DE102023100046.2 DE102023100046A1 DE 102023100046 A1 DE102023100046 A1 DE 102023100046A1 DE 102023100046 A1 DE102023100046 A1 DE 102023100046A1
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Christian Koerger
Juergen Ringler
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Abstract

Ein Verfahren zur Bewertung eines Gesundheitszustands einer wiederaufladbaren Batterie für ein Fahrzeug weist die Schritte auf:
a) Erfassen einer Ladungsmengendifferenz zwischen einer der Batterie während eines Zeitraums zugeführten Lade-Ladungsmenge und einer von der Batterie während des Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge, und
b) Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz. A method for evaluating a health status of a rechargeable battery for a vehicle comprises the steps:
(a) detecting a charge quantity difference between a charge quantity supplied to the battery during a period of time and a discharge quantity removed from the battery during the period of time, and
b) Calculating the health status of the battery based on the detected charge level difference.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung eines Gesundheitszustands einer wiederaufladbaren Batterie für ein Fahrzeug sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for evaluating a health status of a rechargeable battery for a vehicle and a system for carrying out the method.

Herkömmlich wird der Gesundheitszustand oder auch Alterungszustand (engl.: „State Of Health“, Abkürzung SOH), welcher üblicherweise in Form einer Prozentangabe im Bereich von 0 % bis 100 % angegeben wird, bzw. die Alterung einer wiederaufladbaren Batterie, beispielsweise einer Lithium-Batterie, insbesondere Niedervoltbatterie mit einer Spannung von 12 Volt oder 48 Volt oder Hochvoltbatterie, für ein Bordnetz eines Fahrzeugs oder zur Versorgung eines Antriebsmotors eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs mit Energie, anhand eines Batteriemanagementsystems, insbesondere eines Batteriesteuergeräts, zum Steuern der Batterie, welches die Betriebsbedingungen der Batterie und Betriebsparameter der Batterie aufzeichnet und diese auswertet, bewertet.Conventionally, the state of health or aging state (SOH), which is usually given in the form of a percentage in the range from 0% to 100%, or the aging of a rechargeable battery, for example a lithium battery, in particular a low-voltage battery with a voltage of 12 volts or 48 volts or a high-voltage battery, for an on-board network of a vehicle or for supplying a drive motor of an electric or hybrid vehicle with energy, is assessed using a battery management system, in particular a battery control unit, for controlling the battery, which records and evaluates the operating conditions of the battery and operating parameters of the battery.

Hierbei ist ein der Bewertung der Alterung der Batterie zugrunde liegendes Modell aufgrund der vielfältigsten Alterungseffekte nur näherungsweise zu definieren.Due to the wide variety of aging effects, a model underlying the assessment of battery aging can only be defined approximately.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Bewertung eines Gesundheitszustands einer wiederaufladbaren Batterie für ein Fahrzeug sowie ein verbessertes System zur Bewertung eines Gesundheitszustands - insbesondere zum Ende der Batterielaufzeit - einer wiederaufladbaren Batterie für ein Fahrzeug bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide an improved method for assessing a state of health of a rechargeable battery for a vehicle and an improved system for assessing a state of health - in particular at the end of the battery life - of a rechargeable battery for a vehicle.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by the features of the independent patent claims. Further preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent patent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur Bewertung eines Gesundheitszustands einer wiederaufladbaren Batterie, in einer Ausführung einer Lithiumbatterie, beispielsweise eine Hochvoltbatterie, in einer Ausführung zur Versorgung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs und/oder eines Antriebsmotors eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs mit (elektrischer) Energie, für das Fahrzeug gemäß einer Ausführung die Schritte auf:

  1. a) Erfassen einer Ladungsmengendifferenz zwischen einer der Batterie während eines Zeitraums zugeführten Lade-Ladungsmenge und einer von der Batterie während des Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge, und
  2. b) Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz.
According to a first aspect of the present invention, a method for assessing a state of health of a rechargeable battery, in one embodiment of a lithium battery, for example a high-voltage battery, in one embodiment for supplying an on-board network of a vehicle and/or a drive motor of an electric or hybrid vehicle with (electrical) energy, for the vehicle according to one embodiment comprises the steps:
  1. (a) detecting a charge quantity difference between a charge quantity supplied to the battery during a period of time and a discharge quantity removed from the battery during the period of time, and
  2. b) Calculating the health status of the battery based on the detected charge level difference.

Durch das Erfassen der Ladungsmengendifferenz zwischen der der Batterie während des Zeitraums zugeführten Lade-Ladungsmenge und der von der Batterie während des Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge kann bei einigen Ausführungen ein Wert einer Selbstentladung der Batterie bestimmt werden. Diese Selbstentladung kann hierbei beispielsweise in Abhängigkeit von bzw. mit zunehmender Alterung eines Separators der Batterie und/oder mit zunehmender Alterierung der Elektroden, nämlich der Kathode und der Anode, der Batterie zunehmen.By detecting the difference in charge quantity between the charge quantity supplied to the battery during the period and the discharge quantity discharged from the battery during the period, a value of self-discharge of the battery can be determined in some embodiments. This self-discharge can increase, for example, depending on or with increasing aging of a separator of the battery and/or with increasing aging of the electrodes, namely the cathode and the anode, of the battery.

Zusätzlich kann hierdurch in einem Fall, in dem während eines (Auf-)Ladevorgangs der Batterie in Abhängigkeit von bzw. mit nachlassender Kapazität einer einzelnen oder mehrerer Zellen der Batterie ein sogenanntes, von einem Batteriesteuergerät, in einer Ausführung Batteriemanagementsystem, Zellbalancing der Zellen der Batterie durchgeführt wird, in einer Ausführung mittels eines der entsprechenden Zelle parallel geschalteten Widerstands, um die Zellen der Batterie derart anzugleichen, dass alle Zellen der Batterie die gleiche Spannung aufweisen, die Summe der durch die Selbstentladung und das Zellbalancing innerhalb der Batterie während des Zeitraums verbrauchten Ladungsmenge bestimmt werden.In addition, in a case in which, during a charging process of the battery, depending on or with decreasing capacity of one or more cells of the battery, a so-called cell balancing of the cells of the battery is carried out by a battery control unit, in one embodiment battery management system, in one embodiment by means of a resistor connected in parallel to the corresponding cell in order to equalize the cells of the battery in such a way that all cells of the battery have the same voltage, the sum of the amount of charge consumed by the self-discharge and the cell balancing within the battery during the period can be determined.

Eine zunehmende bzw. hohe erfasste Ladungsmengendifferenz der Batterie während des Zeitraums ist somit ein Anzeichen für die Alterung der Batterie und kann daher zur Bewertung bzw. Berechnung des Gesundheitszustands verwendet werden.An increasing or high difference in the charge level of the battery during the period is therefore an indication of the aging of the battery and can therefore be used to evaluate or calculate the state of health.

Hierbei erfolgt in einer Ausführung eine Normierung der erfassten Ladungsmengendifferenz auf einen vorgegebenen Zeitraum bzw. eine vorgegebene Zeitdauer, um die normierte Ladungsmengendifferenz mit auf die vorgegebene Zeitdauer normierten weiteren Ladungsmengendifferenzen, welche an weiteren, zu der Batterie baugleichen Batterien erfasst wurden, vergleichen zu können. Basierend auf dem Vergleich und vorzugsweise einer bekannten und definierten Korrelation des jeweiligen Gesundheitszustands der jeweiligen weiteren Batterien mit den jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen kann dann auf den Gesundheitszustand der Batterie geschlossen werden.In one embodiment, the recorded charge quantity difference is standardized to a predetermined period of time or a predetermined length of time in order to be able to compare the standardized charge quantity difference with other charge quantity differences standardized to the predetermined length of time, which were recorded on other batteries of the same construction as the battery. Based on the comparison and preferably a known and defined correlation of the respective state of health of the respective other batteries with the respective other charge quantity differences, the state of health of the battery can then be determined.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Weiterbildungen beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, beliebig miteinander sowie mit dem im Weiteren beschriebenen zweiten Aspekt der Erfindung kombiniert werden können.In the following, preferred embodiments of the invention and their further developments are described, each of which, unless expressly excluded, can be combined with one another in any way. and can be combined with the second aspect of the invention described below.

Bei einigen Ausführungen weist das Verfahren ferner den Schritt auf:

  • a1) Erfassen einer jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenz zwischen einer einer jeweiligen weiteren Batterie von mehreren, zu der Batterie baugleichen, weiteren Batterien für ein Fahrzeug während eines jeweiligen weiteren Zeitraums zugeführten jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und einer jeweiligen weiteren von der jeweiligen weiteren Batterie während des jeweiligen weiteren Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge, wobei
  • in Schritt b) der Gesundheitszustand der Batterie basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz und den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen berechnet wird.
In some embodiments, the method further comprises the step:
  • a1) detecting a respective further charge quantity difference between a respective further charge quantity supplied to a respective further battery of several further batteries for a vehicle that are identical to the battery during a respective further period of time and a respective further discharge charge quantity discharged from the respective further battery during the respective further period of time, whereby
  • in step b) the health status of the battery is calculated based on the recorded charge quantity difference and the respective further recorded charge quantity differences.

Hierbei erfolgt in einer Ausführung eine Normierung der erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen auf den vorgegebenen Zeitraum bzw. die vorgegebene Zeitdauer, um die normierte Ladungsmengendifferenz mit den normierten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen, welche an den weiteren, zu der Batterie baugleichen Batterien erfasst wurden, vergleichen zu können. Basierend auf dem Vergleich und vorzugsweise einer bekannten und definierten Korrelation des jeweiligen Gesundheitszustands der jeweiligen weiteren Batterien mit den jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen kann dann auf den Gesundheitszustand der Batterie geschlossen werden.In one embodiment, the recorded respective additional charge quantity differences are standardized to the specified time period or the specified duration in order to be able to compare the standardized charge quantity difference with the standardized respective additional charge quantity differences that were recorded on the other batteries that are identical to the battery. Based on the comparison and preferably a known and defined correlation of the respective state of health of the respective additional batteries with the respective additional charge quantity differences, the state of health of the battery can then be determined.

Bei einigen Ausführungen basiert das Berechnen des Gesundheitszustands in Schritt b) zudem auf
einem Alter der Batterie und/oder einer Betriebszeit der Batterie und/oder einem Histogramm einer Temperatur der Batterie und/oder einem Histogramm eines Ladungszustands der Batterie und/oder einem jeweiligen Temperatur-Histogramm eines zu der Batterie zugeführten Stroms und eines von der Batterie abgeführten Stroms und/oder eines, insbesondere aktuellen, Innenwiderstands der Batterie und/oder einer, insbesondere aktuellen maximalen Kapazität der Batterie und/oder eines Energieumsatzes der Batterie, welcher einer Summe der Beträge der Lade-Ladungsmenge und der Entlade-Ladungsmenge entspricht, und/oder
einem Alter der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einer Betriebszeit der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem Histogramm einer Temperatur der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem Histogramm eines Ladungszustands der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem jeweiligen Temperatur-Histogramm eines zu der jeweiligen weiteren Batterie zugeführten Stroms und eines von der jeweiligen weiteren Batterie abgeführten Stroms und/oder eines, insbesondere aktuellen, Innenwiderstands der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einer, insbesondere aktuellen maximalen Kapazität der jeweiligen weiteren Batterie und/oder eines Energieumsatzes der jeweiligen weiteren Batterie, welcher einer Summe der Beträge der jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und der jeweiligen weiteren Entlade-Ladungsmenge entspricht.In some embodiments, the calculation of the health status in step b) is also based on
an age of the battery and/or an operating time of the battery and/or a histogram of a temperature of the battery and/or a histogram of a state of charge of the battery and/or a respective temperature histogram of a current supplied to the battery and a current discharged from the battery and/or an internal resistance of the battery, in particular a current one, and/or a maximum capacity of the battery, in particular a current one, and/or an energy turnover of the battery, which corresponds to a sum of the amounts of the charge charge quantity and the discharge charge quantity, and/or
an age of the respective additional battery and/or an operating time of the respective additional battery and/or a histogram of a temperature of the respective additional battery and/or a histogram of a state of charge of the respective additional battery and/or a respective temperature histogram of a current supplied to the respective additional battery and a current discharged from the respective additional battery and/or an internal resistance, in particular a current one, of the respective additional battery and/or a maximum capacity, in particular a current one, of the respective additional battery and/or an energy turnover of the respective additional battery, which corresponds to a sum of the amounts of the respective additional charge quantity and the respective additional discharge quantity.

Hierbei können bei einigen Ausführungen die Betriebszeit, die Temperatur, der Ladungszustand, der Innenwiderstand, die (maximale aktuelle) Kapazität Zellspannung und/oder das Alter der Batterie bzw. der weiteren Batterie, mittels eines entsprechenden Batteriesteuergeräts der Batterie bzw. der weiteren Batterie, bei einigen Ausführungen mittels des Batteriesteuergeräts in Verbindung mit entsprechenden Sensoren, bestimmt werden.In some versions, the operating time, the temperature, the state of charge, the internal resistance, the (maximum current) capacity, cell voltage and/or the age of the battery or the additional battery can be determined by means of a corresponding battery control unit of the battery or the additional battery, in some versions by means of the battery control unit in conjunction with corresponding sensors.

Hierdurch kann bei einigen Ausführungen der Gesundheitszustand anhand zumindest einem Teil der oben aufgeführten Daten genauer und/oder besser bestimmt werden. Beispielsweise können hierbei bei der Berechnung des Gesundheitszustands auch der Energieumsatz der Batterie und der Energieumsatz der weiteren Batterie berücksichtigt werden.In some embodiments, this allows the health status to be determined more precisely and/or better using at least some of the data listed above. For example, the energy consumption of the battery and the energy consumption of the other battery can also be taken into account when calculating the health status.

Bei einigen Ausführungen wird Schritt a) zumindest zweimal für zumindest zwei unterschiedliche zeitlich aufeinanderfolgende Zeiträume durchgeführt, um zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen für die zumindest zwei Zeiträume zu erfassen, wobei
in Schritt b) der Gesundheitszustand der Batterie, in einigen Ausführungen zumindest, basierend auf den erfassten zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen und den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen berechnet wird.In some embodiments, step a) is performed at least twice for at least two different consecutive time periods to detect at least two charge quantity differences for the at least two time periods, wherein
in step b) the health status of the battery is calculated, in some embodiments at least, based on the detected at least two charge quantity differences and the detected respective further charge quantity differences.

Hierdurch kann bei einigen Ausführungen der Gesundheitszustand der Batterie basierend auf einer zeitlichen Entwicklung der zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen berechnet werden. So kann beispielsweise eine in Abhängigkeit von der Zeit stark bzw. zunehmend steigende Ladungsmengendifferenz ein Anzeichen für eine zunehmende Verschlechterung des Gesundheitszustands der Batterie und/oder eine stark gealterte Batterie sein, so dass der Gesundheitszustand der Batterie entsprechend berechnet bzw. bewertet werden kann.As a result, in some embodiments, the health status of the battery can be calculated based on a temporal development of the at least two charge quantity differences. For example, a charge quantity difference that increases sharply or increasingly over time can be an indication of an increasing deterioration in the health status of the battery and/or a severely aged battery, so that the health status of the battery can be calculated or assessed accordingly.

Bei einigen Ausführungen wird in Schritt b) der Gesundheitszustand der Batterie, in einigen Ausführungen zumindest, basierend auf einem Vergleich einer für einen letzten der zumindest zwei Zeiträume erfassten Ladungsmengendifferenz mit einer oder mehreren Ladungsmengendifferenzen, die für einen oder mehrere vorhergehende Zeiträume der zumindest zwei Zeiträume erfasst wurden, und basierend auf den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen berechnet.In some embodiments, in step b), the health status of the battery is determined, in some embodiments at least, based on a comparison of a charge quantity difference detected for a last of the at least two time periods with one or more charge quantity differences detected for a or several previous periods of the at least two periods were recorded, and calculated based on the recorded respective further load quantity differences.

Bei einigen Ausführungen wird Schritt a1) für jede weitere Batterie zumindest zweimal für zumindest zwei unterschiedliche zeitlich aufeinanderfolgende weitere andere Zeiträume durchgeführt, um für jede weitere Batterie zumindest zwei weitere andere Ladungsmengendifferenzen für die zumindest zwei weiteren anderen Zeiträume zu erfassen, wobei
in Schritt b) der Gesundheitszustand der Batterie, in einigen Ausführungen zumindest, basierend auf den erfassten zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen und den für jede weitere Batterie erfassten zumindest zwei weiteren anderen Ladungsmengendifferenzen berechnet wird.In some embodiments, step a1) is carried out for each additional battery at least twice for at least two different consecutive other time periods in order to detect for each additional battery at least two other other charge quantity differences for the at least two other other time periods, wherein
in step b) the health status of the battery is calculated, in at least some embodiments, based on the detected at least two charge quantity differences and the at least two other charge quantity differences detected for each additional battery.

Hierdurch kann bei einigen Ausführungen durch einen Vergleich der zeitlichen Entwicklungen der Ladungsmengendifferenzen der Batterie mit den zeitlichen Entwicklungen der Ladungsmengendifferenzen der weiteren Batterien auf eine stark gealterte Batterie geschlossen werden, wenn die Ladungsmengendifferenzen der Batterie im Vergleich zu den Ladungsmengendifferenzen der weiteren Batterien mit der Zeit, insbesondere bei gleichem oder ähnlichem Energieumsatz, stark bzw. stärker ansteigen.As a result, in some embodiments, by comparing the temporal developments of the charge quantity differences of the battery with the temporal developments of the charge quantity differences of the other batteries, it can be concluded that the battery is very aged if the charge quantity differences of the battery increase significantly or more strongly over time compared to the charge quantity differences of the other batteries, in particular with the same or similar energy turnover.

Bei einigen Ausführungen wird in Schritt a) ein zeitlicher Verlauf eines Ladestroms zum Aufladen der Batterie und ein zeitlicher Verlauf eines Entladestroms zum Entladen der Batterie zwischen Anschlusspolen der Batterie während des Zeitraums mittels eines Batteriesteuergeräts zur Steuerung der Batterie ermittelt, wobei
die während des Zeitraums der Batterie zugeführte Lade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Ladestroms während des Zeitraums und die während des Zeitraums von der Batterie abgeführte Entlade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Entladestroms während des Zeitraums ermittelt werden,
die Ladungsmengendifferenz durch Bildung einer Differenz zwischen der ermittelten Lade-Ladungsmenge und der ermittelten Entlade-Ladungsmenge berechnet wird, und
entweder die ermittelte Lade-Ladungsmenge und die ermittelte Entlade-Ladungsmenge von dem Batteriesteuergerät an eine Servereinrichtung übertragen werden, und durch die Servereinrichtung die Ladungsmengendifferenz berechnet wird, oder
die Ladungsmengendifferenz von dem Batteriesteuergerät berechnet und die berechnete Ladungsmengendifferenz an die Servereinrichtung übertragen wird, und wobei
in Schritt b) der Gesundheitszustand der Batterie durch die Servereinrichtung berechnet wird.In some embodiments, in step a), a temporal progression of a charging current for charging the battery and a temporal progression of a discharging current for discharging the battery between terminal poles of the battery are determined during the period by means of a battery control device for controlling the battery, wherein
the amount of charge supplied to the battery during the period is determined based on the time course of the charging current during the period and the amount of discharge charge removed from the battery during the period is determined based on the time course of the discharging current during the period,
the charge quantity difference is calculated by forming a difference between the determined charge quantity and the determined discharge quantity, and
either the determined charge quantity and the determined discharge quantity are transmitted from the battery control unit to a server device, and the difference in charge quantity is calculated by the server device, or
the charge quantity difference is calculated by the battery control unit and the calculated charge quantity difference is transmitted to the server device, and wherein
in step b) the health status of the battery is calculated by the server device.

Hierdurch kann bei einigen Ausführungen der Gesundheitszustand der Batterie zentral von der Servereinrichtung berechnet werden.This allows some versions of the battery's health to be calculated centrally by the server device.

Hierbei können das Batteriesteuergerät und die Servereinrichtung und gegebenenfalls eine Steuervorrichtung des Fahrzeugs eine jeweilige Kommunikationseinrichtung aufweisen, die zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Datenübertragung eingerichtet sind, wobei die Kommunikationseinrichtung des Batteriesteuergeräts dazu eingerichtet ist, die Lade-Ladungsmenge, die Entlade-Ladungsmenge und gegebenenfalls die Ladungsmengendifferenz direkt oder indirekt über die Kommunikationseinrichtung des Fahrzeugs an die Kommunikationseinrichtung der Servereinrichtung zu übertragen. Weiterhin kann hierbei die Servereinrichtung eine Datenverarbeitungseinrichtung aufweisen, um die Berechnung des Gesundheitszustands der Batterie durchzuführen.In this case, the battery control unit and the server device and, if applicable, a control device of the vehicle can have a respective communication device that is set up for wireless and/or wired data transmission, wherein the communication device of the battery control unit is set up to transmit the charge quantity, the discharge quantity and, if applicable, the charge quantity difference directly or indirectly via the communication device of the vehicle to the communication device of the server device. Furthermore, the server device can have a data processing device in order to carry out the calculation of the state of health of the battery.

Bei einigen Ausführungen weist das Verfahren ferner den Schritt auf:

  • c) Übertragen des berechneten Gesundheitszustands der Batterie von der Servereinrichtung an das Batteriesteuergerät.
In some embodiments, the method further comprises the step:
  • c) Transferring the calculated battery health status from the server device to the battery control unit.

Hierbei kann bei einigen Ausführungen ein in dem Batteriesteuergerät gespeicherter Gesundheitszustand durch den berechneten Gesundheitszustand überschrieben werden, um den bisher in dem Batteriesteuergerät gespeicherten Gesundheitszustand zu korrigieren.In some embodiments, a health status stored in the battery control unit can be overwritten by the calculated health status in order to correct the health status previously stored in the battery control unit.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein System zur Bewertung eines Gesundheitszustands einer wiederaufladbaren, in einer Ausführung einer Lithiumbatterie, beispielsweise eine Hochvoltbatterie, in einer Ausführung zur Versorgung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs und/oder eines Antriebsmotors eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, für das Fahrzeug gemäß einer Ausführung auf:

  1. a) Mittel zum Erfassen einer Ladungsmengendifferenz zwischen einer der Batterie während eines Zeitraums zugeführten Lade-Ladungsmenge und einer von der Batterie während des Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge, und
  2. b) Mittel zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz.
According to a second aspect of the present invention, a system for assessing a state of health of a rechargeable lithium battery, for example a high-voltage battery, in an embodiment for supplying an on-board electrical system of a vehicle and/or a drive motor of an electric or hybrid vehicle, for the vehicle according to an embodiment comprises:
  1. (a) means for detecting a charge quantity difference between a charge quantity supplied to the battery during a period of time and a discharge quantity removed from the battery during the period of time, and
  2. b) means for calculating the health status of the battery based on the detected charge quantity difference.

Bei einigen Ausführungen weist das System ferner auf:

  • a1) Mittel zum Erfassen einer jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenz zwischen einer einer jeweiligen weiteren Batterie von mehreren, zu der Batterie baugleichen, weiteren Batterien für ein Fahrzeug während eines jeweiligen weiteren Zeitraums zugeführten jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und einer jeweiligen weiteren von der jeweiligen weiteren Batterie während des jeweiligen weiteren Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge, wobei
das Mittel zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz und den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.In some versions, the system also features:
  • a1) means for detecting a respective further charge quantity difference between a respective further charge quantity supplied to a respective further battery of a plurality of further batteries for a vehicle that are identical to the battery during a respective further period of time and a respective further discharge charge quantity discharged from the respective further battery during the respective further period of time, wherein
the means for calculating the health status of the battery is arranged to calculate the health status of the battery based on the detected charge quantity difference and the detected respective further charge quantity differences.

Bei einigen Ausführungen ist das Mittel zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie dazu eingerichtet, den Gesundheitszustand der Batterie zudem basierend auf
einem Alter der Batterie und/oder einer Betriebszeit der Batterie und/oder einem Histogramm einer Temperatur der Batterie und/oder einem Histogramm eines Ladungszustands der Batterie und/oder einem jeweiligen Temperatur-Histogramm eines zu der Batterie zugeführten Stroms und eines von der Batterie abgeführten Stroms und/oder eines, insbesondere aktuellen, Innenwiderstands der Batterie und/oder einer, insbesondere aktuellen maximalen Kapazität der Batterie und/oder eines Energieumsatzes der Batterie, welcher einer Summe der Beträge der Lade-Ladungsmenge und der Entlade-Ladungsmenge entspricht, und/oder
einem Alter der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einer Betriebszeit der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem Histogramm einer Temperatur der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem Histogramm eines Ladungszustands der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem jeweiligen Temperatur-Histogramm eines zu der jeweiligen weiteren Batterie zugeführten Stroms und eines von der jeweiligen weiteren Batterie abgeführten Stroms und/oder eines, insbesondere aktuellen, Innenwiderstands der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einer, insbesondere aktuellen maximalen Kapazität der jeweiligen weiteren Batterie und/oder eines Energieumsatzes der jeweiligen weiteren Batterie, welcher einer Summe der Beträge der jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und der jeweiligen weiteren Entlade-Ladungsmenge entspricht,
zu berechnen.In some embodiments, the means for calculating the health status of the battery is configured to further calculate the health status of the battery based on
an age of the battery and/or an operating time of the battery and/or a histogram of a temperature of the battery and/or a histogram of a state of charge of the battery and/or a respective temperature histogram of a current supplied to the battery and a current discharged from the battery and/or an internal resistance of the battery, in particular a current one, and/or a maximum capacity of the battery, in particular a current one, and/or an energy turnover of the battery, which corresponds to a sum of the amounts of the charge charge quantity and the discharge charge quantity, and/or
an age of the respective additional battery and/or an operating time of the respective additional battery and/or a histogram of a temperature of the respective additional battery and/or a histogram of a state of charge of the respective additional battery and/or a respective temperature histogram of a current supplied to the respective additional battery and a current discharged from the respective additional battery and/or an internal resistance, in particular a current one, of the respective additional battery and/or a maximum capacity, in particular a current one, of the respective additional battery and/or an energy turnover of the respective additional battery, which corresponds to a sum of the amounts of the respective additional charge quantity and the respective additional discharge quantity,
to calculate.

Bei einigen Ausführungen ist das Mittel zum Erfassen einer Ladungsmengendifferenz zwischen einer der Batterie während eines Zeitraums zugeführten Lade-Ladungsmenge und einer von der Batterie während des Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge dazu eingerichtet, für zumindest zwei unterschiedliche zeitlich aufeinanderfolgende Zeiträume zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen zu erfassen, wobei
das Mittel zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie, in einigen Ausführungen zumindest, basierend auf den erfassten zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen und den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.In some embodiments, the means for detecting a charge quantity difference between a charge quantity supplied to the battery during a period of time and a discharge charge quantity discharged from the battery during the period of time is configured to detect at least two charge quantity differences for at least two different, successive periods of time, wherein
the means for calculating the health status of the battery is configured to calculate the health status of the battery, in at least some embodiments, based on the detected at least two charge quantity differences and the detected respective further charge quantity differences.

Bei einigen Ausführungen ist das Mittel zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie dazu eingerichtet, den Gesundheitszustand der Batterie basierend auf einem Vergleich einer für einen letzten der zumindest zwei Zeiträume erfassten Ladungsmengendifferenz mit einer oder mehreren Ladungsmengendifferenzen, die für einen oder mehrere vorhergehende Zeiträume der zumindest zwei Zeiträume erfasst wurden, und basierend auf den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.In some embodiments, the means for calculating the state of health of the battery is configured to calculate the state of health of the battery based on a comparison of a charge quantity difference detected for a last one of the at least two time periods with one or more charge quantity differences detected for one or more previous time periods of the at least two time periods, and based on the detected respective further charge quantity differences.

Bei einigen Ausführungen ist das Mittel zum Erfassen einer jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenz dazu eingerichtet,
für jede weitere Batterie zumindest zwei weitere andere Ladungsmengendifferenzen für zumindest zwei unterschiedliche zeitlich aufeinanderfolgende weitere andere Zeiträume zu erfassen, wobei
das Mittel zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie, in einigen Ausführungen zumindest, basierend auf den erfassten zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen und den für jede weitere Batterie erfassten zumindest zwei weiteren anderen Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.In some embodiments, the means for detecting a respective further charge quantity difference is designed to
for each additional battery, at least two other charge quantity differences are to be recorded for at least two different consecutive periods of time, whereby
the means for calculating the health status of the battery is configured to calculate the health status of the battery, in at least some embodiments, based on the detected at least two charge quantity differences and the at least two other charge quantity differences detected for each additional battery.

Bei einigen Ausführungen weist das Mittel zum Erfassen einer Ladungsmengendifferenz ein Batteriesteuergerät zur Steuerung der Batterie auf, das dazu eingerichtet ist, einen zeitlichen Verlauf eines Ladestroms zum Aufladen der Batterie und einen zeitlichen Verlauf eines Entladestroms zum Entladen der Batterie zwischen Anschlusspolen der Batterie während des Zeitraums zu ermitteln, wobei
das Mittel zum Erfassen einer Ladungsmengendifferenz dazu eingerichtet ist, die während des Zeitraums der Batterie zugeführte Lade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Ladestroms während des Zeitraums und die während des Zeitraums von der Batterie abgeführte Entlade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Entladestroms während des Zeitraums zu ermitteln, und
die Ladungsmengendifferenz durch Bildung einer Differenz zwischen der ermittelten Lade-Ladungsmenge und der ermittelten Entlade-Ladungsmenge zu berechnen, wobei
das Mittel zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie eine Servereinrichtung aufweist, wobei
entweder das Batteriesteuergerät dazu eingerichtet ist, die ermittelte Lade-Ladungsmenge und die ermittelte Entlade-Ladungsmenge an die Servereinrichtung zu übertragen, und die Servereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Ladungsmengendifferenz zu berechnen,
oder das Batteriesteuergerät dazu eingerichtet ist, die Ladungsmengendifferenz zu berechnen und die berechnete Ladungsmengendifferenz an die Servereinrichtung zu übertragen, und wobei
die Servereinrichtung dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie zu berechnen.In some embodiments, the means for detecting a charge quantity difference comprises a battery control device for controlling the battery, which is designed to determine a temporal profile of a charging current for charging the battery and a temporal profile of a discharging current for discharging the battery between terminal poles of the battery during the period, wherein
the means for detecting a charge quantity difference is designed to determine the charge quantity supplied to the battery during the period based on the time course of the charge current during the period and the discharge charge quantity discharged from the battery during the period based on the time course of the discharge current during the period, and
to calculate the charge quantity difference by forming a difference between the determined charge quantity and the determined discharge quantity, whereby
the means for calculating the health status of the battery comprises a server device, wherein
either the battery control unit is configured to transmit the determined charging charge quantity and the determined discharging charge quantity to the server device, and the server device is configured to calculate the charge quantity difference,
or the battery control device is configured to calculate the charge quantity difference and to transmit the calculated charge quantity difference to the server device, and wherein
the server device is configured to calculate the health status of the battery.

Bei einigen Ausführungen ist die Servereinrichtung dazu eingerichtet, den berechneten Gesundheitszustand der Batterie an das Batteriesteuergerät zu übertragen.In some embodiments, the server device is configured to transmit the calculated health status of the battery to the battery control unit.

Die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten, zumindest wo technisch sinnvoll, auch für den zweiten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung sowie umgekehrt.The features and advantages described with respect to the first aspect of the invention and its advantageous embodiment also apply, at least where technically reasonable, to the second aspect of the invention and its advantageous embodiment and vice versa.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:

  • 1 ein System zur Bewertung eines Gesundheitszustands einer wiederaufladbaren Batterie für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführung,
  • 2 eine Grafik, in der eine Abhängigkeit einer Ladungsmengendifferenz bzw. Energiebilanz von einem Energieumsatz für mehrere Batterien dargestellt ist, und
  • 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Bewertung eines Gesundheitszustands einer wiederaufladbaren Batterie für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführung.
Further advantageous developments emerge from the following description of preferred embodiments. This shows, partly schematically:
  • 1 a system for evaluating a health status of a rechargeable battery for a vehicle according to an embodiment,
  • 2 a graph showing the dependence of a charge quantity difference or energy balance on an energy turnover for several batteries, and
  • 3 a flowchart illustrating a method for evaluating a health status of a rechargeable battery for a vehicle according to an embodiment.

1 zeigt ein System zur Bewertung eines Gesundheitszustands einer wiederaufladbaren Batterie für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführung. 1 shows a system for evaluating a health status of a rechargeable battery for a vehicle according to an embodiment.

Das System 100 weist eine Servereinrichtung 10 mit einer Datenverarbeitungseinrichtung 11, einer zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Kommunikation eingerichteten Kommunikationseinrichtung 12 und einer Speichereinrichtung 13 auf.The system 100 has a server device 10 with a data processing device 11, a communication device 12 configured for wireless and/or wired communication and a storage device 13.

Die Servereinrichtung 10, insbesondere deren Kommunikationseinrichtung 12, ist dazu eingerichtet, mit einer zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Kommunikation eingerichteten Kommunikationseinrichtung 22 einer Steuereinrichtung 21 eines Fahrzeugs 20, insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeugs, und/oder einer zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Kommunikation eingerichteten Kommunikationseinrichtung 31 eines Batteriesteuergeräts 30 des Fahrzeugs 20, das zur Steuerung einer wiederaufladbaren Batterie 40, welche beispielsweise zur Versorgung eines nicht gezeigten Bordnetzes und/oder eines nicht gezeigten Antriebsmotors des Fahrzeugs 20 mit elektrischer Energie eingerichtet ist, drahtlos zu kommunizieren.The server device 10, in particular its communication device 12, is designed to communicate wirelessly with a communication device 22, which is designed for wireless and/or wired communication, of a control device 21 of a vehicle 20, in particular an electric or hybrid vehicle, and/or a communication device 31, which is designed for wireless and/or wired communication, of a battery control unit 30 of the vehicle 20, which is designed to control a rechargeable battery 40, which is designed, for example, to supply an on-board network (not shown) and/or a drive motor (not shown) of the vehicle 20 with electrical energy.

Weiterhin ist die Servereinrichtung 10 dazu eingerichtet, eine Ladungsmengendifferenz zwischen einer der Batterie 40 während eines Zeitraums im Rahmen eines (Auf-)Ladevorgangs der Batterie 40 zugeführten Lade-Ladungsmenge und einer von der Batterie 40 während des Zeitraums im Rahmen eines Entladevorgangs, beispielsweise eines Zuführens elektrischer Energie von der Batterie 40 zu dem Bordnetz und/oder zu dem Antriebsmotor, abgeführten Entlade-Ladungsmenge zu erfassen, und einen Gesundheitszustands der Batterie 40 basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz zu berechnen.Furthermore, the server device 10 is configured to detect a charge quantity difference between a charge quantity supplied to the battery 40 during a period of time as part of a charging process of the battery 40 and a discharge charge quantity discharged from the battery 40 during the period of time as part of a discharging process, for example a supply of electrical energy from the battery 40 to the on-board network and/or to the drive motor, and to calculate a state of health of the battery 40 based on the detected charge quantity difference.

Die Servereinrichtung 10 und das Batteriesteuergerät 30 zusammen bilden hierbei das Mittel zum Erfassen einer Ladungsmengendifferenz zwischen einer der Batterie 40 während eines Zeitraums zugeführten Lade-Ladungsmenge und einer von der Batterie 40 während des Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge, während die Servereinrichtung 10 bzw. deren Datenverarbeitungseinrichtung 11 das Mittel zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie 40 basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz bildet.The server device 10 and the battery control unit 30 together form the means for detecting a charge quantity difference between a charging charge quantity supplied to the battery 40 during a period of time and a discharging charge quantity discharged from the battery 40 during the period of time, while the server device 10 or its data processing device 11 forms the means for calculating the state of health of the battery 40 based on the detected charge quantity difference.

Die Servereinrichtung 10, insbesondere deren Kommunikationseinrichtung 12, ist weiterhin dazu eingerichtet, mit mehreren weiteren Fahrzeugen 20', von denen in 1 lediglich ein Fahrzeug 20' gezeigt ist, zu kommunizieren.The server device 10, in particular its communication device 12, is further configured to communicate with several other vehicles 20', of which 1 only one vehicle 20' is shown.

Hierbei ist die Servereinrichtung 10 bzw. deren Kommunikationseinrichtung 12 dazu eingerichtet, mit einer zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Kommunikation eingerichteten jeweiligen Kommunikationseinrichtung 22' einer jeweiligen Steuereinrichtung 21' eines jeweiligen weiteren Fahrzeugs 20`, insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeugs, und/oder einer zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Kommunikation eingerichteten jeweiligen Kommunikationseinrichtung 31' eines jeweiligen Batteriesteuergeräts 30' des jeweiligen weiteren Fahrzeugs 20', das zur Steuerung einer jeweiligen weiteren wiederaufladbaren, in einer Ausführung zu der Batterie 40 baugleichen Batterie 40`, welche beispielsweise zur Versorgung eines nicht gezeigten Bordnetzes und/oder eines nicht gezeigten Antriebsmotors des jeweiligen weiteren Fahrzeugs 20' mit elektrischer Energie eingerichtet ist, drahtlos zu kommunizieren.In this case, the server device 10 or its communication device 12 is set up to communicate wirelessly with a respective communication device 22', set up for wireless and/or wired communication, of a respective control device 21' of a respective further vehicle 20', in particular an electric or hybrid vehicle, and/or a respective communication device 31', set up for wireless and/or wired communication, of a respective battery control unit 30' of the respective further vehicle 20', which is used to control a respective further rechargeable battery 40', which in one embodiment is identical to the battery 40 and which is set up, for example, to supply an on-board network (not shown) and/or a drive motor (not shown) of the respective further vehicle 20' with electrical energy.

Die Servereinrichtung 10 ist dazu eingerichtet, eine jeweilige weitere Ladungsmengendifferenz zwischen einer einer jeweiligen weiteren Batterie 40' von mehreren, zu der Batterie 40 baugleichen, weiteren Batterien 40' für ein weiteres Fahrzeug 40' während eines jeweiligen weiteren Zeitraums zugeführten jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und einer jeweiligen weiteren von der jeweiligen weiteren Batterie 40' während des jeweiligen weiteren Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge zu erfassen, und den Gesundheitszustand der Batterie 40 basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz und den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.The server device 10 is configured to detect a respective further charge quantity difference between a respective further charging charge quantity supplied to a respective further battery 40' of a plurality of further batteries 40' of the same construction as the battery 40 for a further vehicle 40' during a respective further period of time and a respective further discharging charge quantity discharged from the respective further battery 40' during the respective further period of time, and to calculate the health status of the battery 40 based on the detected charge quantity difference and the detected respective further charge quantity differences.

Die Servereinrichtung 10 und das Batteriesteuergerät 30' zusammen bilden hierbei das Mittel zum Erfassen der jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenz.The server device 10 and the battery control unit 30' together form the means for detecting the respective further charge quantity difference.

Die Servereinrichtung 10 ist dazu eingerichtet, den Gesundheitszustand der Batterie zudem basierend auf den folgenden (zusätzlichen) Daten zu berechnen:

  • einem Alter der Batterie und/oder einer Betriebszeit der Batterie und/oder einem Histogramm einer Temperatur der Batterie und/oder einem Histogramm eines Ladungszustands der Batterie und/oder einem jeweiligen Temperatur-Histogramm eines zu der Batterie zugeführten Stroms und eines von der Batterie abgeführten Stroms und/oder eines, insbesondere aktuellen, Innenwiderstands der Batterie und/oder einer, insbesondere aktuellen maximalen Kapazität der Batterie und/oder eines Energieumsatzes der Batterie, welcher einer Summe der Beträge der Lade-Ladungsmenge und der Entlade-Ladungsmenge entspricht, und/oder einem Alter der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einer Betriebszeit der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem Histogramm einer Temperatur der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem Histogramm eines Ladungszustands der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem jeweiligen Temperatur-Histogramm eines zu der jeweiligen weiteren Batterie zugeführten Stroms und eines von der jeweiligen weiteren Batterie abgeführten Stroms und/oder eines, insbesondere aktuellen, Innenwiderstands der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einer, insbesondere aktuellen maximalen Kapazität der jeweiligen weiteren Batterie und/oder eines Energieumsatzes der jeweiligen weiteren Batterie, welcher einer Summe der Beträge der jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und der jeweiligen weiteren Entlade-Ladungsmenge entspricht.
The server device 10 is configured to calculate the health status of the battery based on the following (additional) data:
  • an age of the battery and/or an operating time of the battery and/or a histogram of a temperature of the battery and/or a histogram of a state of charge of the battery and/or a respective temperature histogram of a current supplied to the battery and a current discharged from the battery and/or an internal resistance of the battery, in particular a current one, and/or a maximum capacity of the battery, in particular a current one, and/or an energy turnover of the battery, which corresponds to a sum of the amounts of the charge quantity and the discharge quantity, and/or an age of the respective additional battery and/or an operating time of the respective additional battery and/or a histogram of a temperature of the respective additional battery and/or a histogram of a state of charge of the respective additional battery and/or a respective temperature histogram of a current supplied to the respective additional battery and a current discharged from the respective additional battery and/or an internal resistance of the respective additional battery, in particular a current one, and/or a maximum capacity of the respective additional battery, in particular a current one, and/or an energy turnover of the respective additional battery Battery, which corresponds to a sum of the amounts of the respective additional charging charge quantity and the respective additional discharging charge quantity.

Hierbei können diese Daten anhand bzw. unter Verwendung des jeweiligen Batteriesteuergeräts 30, 30', gegebenenfalls in Verbindung mit entsprechenden nicht gezeigten Sensoren, erfasst werden und mittels einer der Kommunikationseinrichtungen 22, 31bzw. 22', 31' an die Servereinrichtung 10, insbesondere deren Kommunikationseinrichtung 12, übertragen werden.In this case, these data can be recorded by means of or using the respective battery control unit 30, 30', if necessary in conjunction with corresponding sensors not shown, and transmitted to the server device 10, in particular its communication device 12, by means of one of the communication devices 22, 31 or 22', 31'.

Die Servereinrichtung 10, insbesondere in Verbindung mit dem Batteriesteuergerät 30, ist ferner dazu eingerichtet, für zumindest zwei unterschiedliche zeitlich aufeinanderfolgende Zeiträume zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen zu erfassen, wobei die Servereinrichtung 10 dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie basierend auf den erfassten zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen und den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.The server device 10, in particular in connection with the battery control unit 30, is further configured to record at least two charge quantity differences for at least two different, successive time periods, wherein the server device 10 is configured to calculate the health status of the battery based on the recorded at least two charge quantity differences and the recorded respective further charge quantity differences.

Hierbei ist die Servereinrichtung 10 des Weiteren dazu eingerichtet, den Gesundheitszustand der Batterie basierend auf einem Vergleich einer für einen letzten der zumindest zwei Zeiträume erfassten Ladungsmengendifferenz mit einer oder mehreren Ladungsmengendifferenzen, die für einen oder mehrere vorhergehende Zeiträume der zumindest zwei Zeiträume erfasst wurden, und basierend auf den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.Here, the server device 10 is further configured to calculate the health status of the battery based on a comparison of a charge quantity difference recorded for a last of the at least two time periods with one or more charge quantity differences recorded for one or more previous time periods of the at least two time periods, and based on the respective further charge quantity differences recorded.

Hierbei kann die Servereinrichtung 10, insbesondere in Verbindung mit dem Batteriesteuergerät 30', ferner dazu eingerichtet sein, für jede weitere Batterie 40' zumindest zwei weitere andere Ladungsmengendifferenzen für zumindest zwei unterschiedliche zeitlich aufeinanderfolgende weitere andere Zeiträume zu erfassen, wobei die Servereinrichtung 10 dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie 40 basierend auf den erfassten zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen und den für jede weitere Batterie 40' erfassten zumindest zwei weiteren anderen Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.In this case, the server device 10, in particular in conjunction with the battery control unit 30', can further be configured to record at least two other charge quantity differences for each additional battery 40' for at least two different, successive time periods, wherein the server device 10 is configured to calculate the state of health of the battery 40 based on the recorded at least two charge quantity differences and the at least two other charge quantity differences recorded for each additional battery 40'.

2 zeigt eine Grafik, in der eine Abhängigkeit einer Ladungsmengendifferenz bzw. Energiebilanz von einem Energieumsatz für mehrere Batterien 40 bzw. weitere Batterien 40' dargestellt ist. In der Grafik sind jeweilige erfasste Datenpunkte für Batterien 40-1, 40-2 und weitere Batterien 40'-1, 40'-2, 40'-3, 40'-4, 40'-5 dargestellt, welche durch jeweilige gerade Linien verbunden oder durch entsprechende Linien interpoliert sind. 2 shows a graphic in which a dependency of a charge quantity difference or energy balance on an energy turnover for several batteries 40 or further batteries 40' is shown. The graphic shows the respective recorded data points for batteries 40-1, 40-2 and further batteries 40'-1, 40'-2, 40'-3, 40'-4, 40'-5, which are connected by respective straight lines or interpolated by corresponding lines.

Wie bereits erwähnt, entspricht der Energieumsatz einer jeweiligen Batterie 40 einer Summe der Beträge der jeweiligen Lade-Ladungsmenge und der jeweiligen Entlade-Ladungsmenge, während der Energieumsatz einer jeweiligen weiteren Batterie 40' einer Summe der Beträge der jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und der jeweiligen weiteren Entlade-Ladungsmenge entspricht.As already mentioned, the energy turnover of a respective battery 40 corresponds to a sum of the amounts of the respective charging charge quantity and the respective discharging charge quantity, while the energy turnover of a respective further battery 40' corresponds to a sum of the amounts of the respective further charging charge quantity and the respective further discharging charge quantity.

Ab Beginn der Fertigstellung der Produktion nimmt mit zunehmender Zeit somit, sofern die jeweilige Batterie 40, 40' in dem entsprechenden Zeitintervall be- und/oder entladen wird, der Energieumsatz der jeweiligen Batterie 40, 40' zu. Daher kann die dargestellte Energieumsatz-Achse auch als (nicht-lineare, sofern die Zeitintervalle, in denen die Batterie 40, 40' weder be- noch entladen wird, nicht berücksichtigt/dargestellt werden) Zeitachse aufgefasst werden.From the start of production completion, the energy turnover of the respective battery 40, 40' increases with time, provided that the respective battery 40, 40' is charged and/or discharged in the corresponding time interval. Therefore, the energy turnover axis shown can also be understood as a time axis (non-linear, provided that the time intervals in which the battery 40, 40' is neither charged nor discharged are not taken into account/shown).

Die jeweilige Ladungsmengendifferenz einer jeweiligen Batterie 40, 40' nimmt in diesem Zeitraum hingegen nur zu, wenn die Differenz zwischen der jeweiligen Lade-Ladungsmenge bzw. der jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und der jeweiligen Entlade-Ladungsmenge bzw. der jeweiligen weiteren Entlade-Ladungsmenge größer als 0 ist.However, the respective charge quantity difference of a respective battery 40, 40' only increases during this period if the difference between the respective charge quantity or the respective additional charge quantity and the respective discharge quantity or the respective additional discharge quantity is greater than 0.

Wie der Grafik der 2 zu entnehmen ist, steigt bei den weiteren Batterien 40`-1, 40`-2, 40`-3 und 40`-4 die Ladungsmengendifferenz stetig, jedoch mit geringer Rate bzw. Steigung, mit zunehmendem Energieumsatz an, so dass der Gesundheitszustand der weiteren Batterien 40`-1, 40'-2, 40'-3 und 40`-4 als normal bzw. normal gealtert bewertet werden kann bzw. wird. Im Falle der weiteren Batterie 40`-5 ist die Steigung der entsprechenden Kurve zunächst größer als bei den anderen weiteren Batterien 40`-1, 40`-2, 40`-3 und 40`-4 und den Batterien 40-1, 40-2, wie durch den Pfeil P1 angedeutet, sinkt danach aber wieder, wie durch den Pfeil P2 angedeutet, ab dem Energieumsatz EU1. Aus diesem Verhalten lässt sich schließen, dass die weitere Batterie 40`-5 zwar im Vergleich zu den anderen weiteren Batterien 40`-1, 40`-2, 40`-3 und 40`-4 und den Batterien 40-1, 40-2 anfangs eine stärkere Entladung aufweist, diese anfängliche stärkere Entladung jedoch auf ungünstige Betriebsparameter der weiteren anderen Batterie 40`-5 und/oder äußere Bedingungen zurückzuführen ist, so dass der Gesundheitszustand der weiteren anderen Batterie 40`-5 als gut oder zumindest ausreichend bewertet werden kann bzw. wird.As the graphic of the 2 As can be seen, for the additional batteries 40`-1, 40`-2, 40`-3 and 40`-4 the charge quantity difference increases steadily, but at a low rate or gradient, with increasing energy consumption, so that the health of the additional batteries 40`-1, 40'-2, 40'-3 and 40`-4 can and will be assessed as normal or normally aged. In the case of the additional battery 40`-5, the gradient of the corresponding curve is initially greater than for the other batteries 40`-1, 40`-2, 40`-3 and 40`-4 and the batteries 40-1, 40-2, as indicated by the arrow P1, but then decreases again, as indicated by the arrow P2, from the energy consumption EU1. From this behavior, it can be concluded that the additional battery 40`-5 initially has a greater discharge than the other additional batteries 40`-1, 40`-2, 40`-3 and 40`-4 and the batteries 40-1, 40-2, but that this initial greater discharge is due to unfavorable operating parameters of the additional other battery 40`-5 and/or external conditions, so that the state of health of the additional other battery 40`-5 can be or will be assessed as good or at least sufficient.

Die Steigung der Ladungsmengendifferenz-Kurve für die Batterie 40-1 ist zunächst gering bzw. unauffällig im Vergleich zu den weiteren Batterien 40'-1, 40'-2, 40'-3, 40`-4 und 40`-5, wodurch der Gesundheitszustand der Batterie 40-1 in diesem Energieumsatzbereich bzw. dem entsprechenden Zeitraum als normal gealtert bewertet werden kann bzw. wird. Die Steigung nimmt jedoch ab (und auch bereits vor) dem Energieumsatz EU3 stark zu, wobei die Steigung deutlich größer als die der weiteren Batterien 40`-1, 40`-2, 40`-3, 40`-4, 40`-5 ist, wodurch zumindest ab dem Energieumsatz EU3, insbesondere bei danach erfassten Ladungsmengendifferenzen, die Batterie 40-1 als stark gealtert zu bewerten ist.The slope of the charge quantity difference curve for battery 40-1 is initially low or inconspicuous in comparison to the other batteries 40'-1, 40'-2, 40'-3, 40`-4 and 40`-5, whereby the health status of battery 40-1 in this energy turnover range or the corresponding period can and will be assessed as normally aged. However, the slope increases sharply from (and even before) energy turnover EU3, whereby the slope is significantly greater than that of the other batteries 40`-1, 40`-2, 40`-3, 40`-4, 40`-5, whereby at least from energy turnover EU3, especially in the case of charge quantity differences recorded thereafter, battery 40-1 is to be assessed as severely aged.

Die Steigung der Ladungsmengendifferenz-Kurve für die Batterie 40-2 ist zunächst gering bzw. unauffällig, wodurch der Gesundheitszustand der Batterie 40-2 in diesem Energieumsatzbereich bzw. dem entsprechenden Zeitraum als normal gealtert bewertet werden kann bzw. wird. Die Steigung nimmt jedoch kurz nach dem Energieumsatz EU1 stärker, und ab dem Energieumsatz EU2 stark zu, wobei die Steigung deutlich größer als die der weiteren Batterien 40`-1, 40`-2, 40`-3, 40`-4, 40`-5 ist, wodurch zumindest ab dem Energieumsatz EU2, insbesondere bei danach erfassten Ladungsmengendifferenzen, die Batterie 40-2 als stark gealtert zu bewerten ist.The slope of the charge quantity difference curve for battery 40-2 is initially low or unremarkable, which means that the health of battery 40-2 in this energy turnover range or the corresponding period can and will be assessed as normally aged. However, the slope increases more sharply shortly after energy turnover EU1 and sharply from energy turnover EU2 onwards, with the slope being significantly greater than that of the other batteries 40`-1, 40`-2, 40`-3, 40`-4, 40`-5, which means that battery 40-2 is to be assessed as severely aged at least from energy turnover EU2 onwards, particularly in the case of charge quantity differences recorded thereafter.

Wieder mit Bezug auf 1 ist das Batteriesteuergerät 30 dazu eingerichtet, einen zeitlichen Verlauf eines Ladestroms zum Aufladen der Batterie 40 und einen zeitlichen Verlauf eines Entladestroms zum Entladen der Batterie zwischen nicht gezeigten Anschlusspolen der Batterie 40 während des Zeitraums zu ermitteln, in einer Speichereinrichtung 32 des Batteriesteuergeräts 30 abzuspeichern, und, bei einigen Ausführungen, mittels der Kommunikationseinrichtung 31 an die Servereinrichtung 20 bzw. deren Kommunikationseinrichtung 12 zu übertragen.Again with reference to 1 the battery control unit 30 is configured to determine a temporal profile of a charging current for charging the battery 40 and a temporal profile of a discharging current for discharging the battery between connection poles (not shown) of the battery 40 during the period, to store it in a memory device 32 of the battery control unit 30, and, in some embodiments, to transmit it to the server device 20 or its communication device 12 by means of the communication device 31.

Das Batteriesteuergerät 30' ist dazu eingerichtet, einen zeitlichen Verlauf eines Ladestroms zum Aufladen der weiteren Batterie 40' und einen zeitlichen Verlauf eines Entladestroms zum Entladen der weiteren Batterie 40' zwischen nicht gezeigten Anschlusspolen der weiteren Batterie 40' während des weiteren Zeitraums zu ermitteln, in einer Speichereinrichtung 32' des Batteriesteuergeräts 30' abzuspeichern, und, bei einigen Ausführungen, mittels der Kommunikationseinrichtung 31' an die Servereinrichtung 20 bzw. deren Kommunikationseinrichtung 12 zu übertragen.The battery control unit 30' is designed to determine a temporal profile of a charging current for charging the additional battery 40' and a temporal profile of a discharging current for discharging the additional battery 40' between connection poles (not shown) of the additional battery 40' during the additional period of time, to store it in a memory device 32' of the battery control unit 30', and, in some embodiments, to transmit it to the server device 20 or its communication device 12 by means of the communication device 31'.

Hierbei ist die Servereinrichtung 10 dazu eingerichtet, die während des Zeitraums der Batterie 40 zugeführte Lade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Ladestroms während des Zeitraums und die während des Zeitraums von der Batterie 40 abgeführte Entlade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Entladestroms während des Zeitraums zu ermitteln, wobei die Ladungsmengendifferenz durch Bildung einer Differenz zwischen der ermittelten Lade-Ladungsmenge und der ermittelten Entlade-Ladungsmenge berechnet wird.Here, the server device 10 is configured to determine the charging charge quantity supplied to the battery 40 during the period based on the time profile of the charging current during the period and the discharging charge quantity discharged from the battery 40 during the period based on the time profile of the discharging current during the period, wherein the charge quantity difference is calculated by forming a difference between the determined charging charge quantity and the determined discharging charge quantity.

Weiterhin ist hierbei die Servereinrichtung 10 dazu eingerichtet, die während des weiteren Zeitraums der weiteren Batterie 40' zugeführte weitere Lade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Ladestroms während des weiteren Zeitraums und die während des weiteren Zeitraums von der weiteren Batterie 40` abgeführte weitere Entlade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Entladestroms während des weiteren Zeitraums zu ermitteln, wobei die weitere Ladungsmengendifferenz durch Bildung einer Differenz zwischen der ermittelten weiteren Lade-Ladungsmenge und der ermittelten weiteren Entlade-Ladungsmenge berechnet wird.Furthermore, the server device 10 is configured to store the additional power supplied to the additional battery 40' during the additional period of time. The charging charge quantity is to be determined based on the temporal progression of the charging current during the further period of time and the further discharging charge quantity discharged from the further battery 40` during the further period of time is to be determined based on the temporal progression of the discharging current during the further period of time, wherein the further charge quantity difference is calculated by forming a difference between the determined further charging charge quantity and the determined further discharging charge quantity.

Zudem ist die Servereinrichtung 10 dazu eingerichtet, die während der zumindest zwei unterschiedlichen zeitlich aufeinanderfolgenden Zeiträume der Batterie 40 zugeführten zumindest zwei Lade-Ladungsmengen anhand des zeitlichen Verlaufs des Ladestroms während der zumindest zwei Zeiträume und die während der zumindest zwei unterschiedlichen zeitlich aufeinanderfolgenden Zeiträume von der Batterie 40 abgeführten zumindest zwei Entlade-Ladungsmengen anhand des zeitlichen Verlaufs des Entladestroms während der zumindest zwei Zeiträume zu ermitteln, wobei die zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen durch Bildung einer jeweiligen Differenz zwischen einer jeweiligen der zumindest zwei ermittelten Lade-Ladungsmengen und einer jeweiligen der zumindest zwei ermittelten Entlade-Ladungsmengen berechnet wird.In addition, the server device 10 is configured to determine the at least two charging charge quantities supplied to the battery 40 during the at least two different temporally successive periods based on the temporal profile of the charging current during the at least two periods and the at least two discharging charge quantities discharged from the battery 40 during the at least two different temporally successive periods based on the temporal profile of the discharging current during the at least two periods, wherein the at least two charge quantity differences are calculated by forming a respective difference between a respective one of the at least two determined charging charge quantities and a respective one of the at least two determined discharging charge quantities.

Außerdem ist die Servereinrichtung 10 dazu eingerichtet, die während der zumindest zwei unterschiedlichen zeitlich aufeinanderfolgenden weiteren anderen Zeiträume der weiteren Batterie 40' zugeführten zumindest zwei weiteren anderen Lade-Ladungsmengen anhand des zeitlichen Verlaufs des Ladestroms während der zumindest zwei weiteren anderen Zeiträume und die während der zumindest zwei weiteren anderen Zeiträume von der weiteren Batterie 40' abgeführten zumindest zwei weiteren anderen Entlade-Ladungsmengen anhand des zeitlichen Verlaufs des Entladestroms während der zumindest zwei weiteren anderen Zeiträume zu ermitteln, wobei die zumindest zwei weiteren anderen Ladungsmengendifferenzen durch Bildung einer jeweiligen Differenz zwischen einer jeweiligen der ermittelten zumindest zwei weiteren anderen Lade-Ladungsmengen und einer jeweiligen der ermittelten zumindest zwei weiteren anderen Entlade-Ladungsmengen berechnet wird.In addition, the server device 10 is configured to determine the at least two other other charging charge quantities supplied to the further battery 40' during the at least two different, chronologically successive other other time periods based on the time profile of the charging current during the at least two other other time periods and the at least two other other discharging charge quantities discharged from the further battery 40' during the at least two other time periods based on the time profile of the discharging current during the at least two other time periods, wherein the at least two other other charge quantity differences are calculated by forming a respective difference between a respective one of the determined at least two other other charging charge quantities and a respective one of the determined at least two other other discharging charge quantities.

Bei einer Ausführung des Systems 100 ist das Batteriesteuergerät 30 dazu eingerichtet, die ermittelte Lade-Ladungsmenge und/oder die zumindest zwei ermittelten Lade-Ladungsmengen und die ermittelte Entlade-Ladungsmenge und/oder die zumindest zwei ermittelten Entlade-Ladungsmengen an die Servereinrichtung 10 zu übertragen, wobei die Servereinrichtung 10 dazu eingerichtet ist, die übertragenen Daten in der Speichereinrichtung 13 zu speichern, und die Servereinrichtung bzw. deren Datenverarbeitungseinrichtung 11 dazu eingerichtet ist, die Ladungsmengendifferenz und/oder die zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen basierend auf den übertragenen Daten zu berechnen.In one embodiment of the system 100, the battery control unit 30 is configured to transmit the determined charging charge quantity and/or the at least two determined charging charge quantities and the determined discharging charge quantity and/or the at least two determined discharging charge quantities to the server device 10, wherein the server device 10 is configured to store the transmitted data in the storage device 13, and the server device or its data processing device 11 is configured to calculate the charge quantity difference and/or the at least two charge quantity differences based on the transmitted data.

Ein jeweiliges Batteriesteuergerät 30' ist dazu eingerichtet, die ermittelte jeweilige weitere Lade-Ladungsmenge und/oder die ermittelten jeweiligen zumindest zwei weiteren anderen Lade-Ladungsmengen und die ermittelte jeweilige weitere Entlade-Ladungsmenge und/oder die ermittelten jeweiligen zumindest zwei weiteren anderen Entlade-Ladungsmengen an die Servereinrichtung 10 zu übertragen, wobei die Servereinrichtung 10 dazu eingerichtet ist, die übertragenen Daten in der Speichereinrichtung 13 zu speichern, und die Servereinrichtung bzw. deren Datenverarbeitungseinrichtung 11 dazu eingerichtet ist, die jeweilige weitere Ladungsmengendifferenz und/oder die jeweiligen zumindest zwei weiteren anderen Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.A respective battery control unit 30' is configured to transmit the determined respective further charging charge quantity and/or the determined respective at least two further other charging charge quantities and the determined respective further discharging charge quantity and/or the determined respective at least two further other discharging charge quantities to the server device 10, wherein the server device 10 is configured to store the transmitted data in the storage device 13, and the server device or its data processing device 11 is configured to calculate the respective further charge quantity difference and/or the respective at least two further other charge quantity differences.

Bei einer anderen Ausführung des Systems 100 ist das Batteriesteuergerät 30 bzw. eine Datenverarbeitungseinrichtung 33 desselben, dazu eingerichtet, die Ladungsmengendifferenz und/oder die zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen zu berechnen und die berechnete Ladungsmengendifferenz und/oder die zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen an die Servereinrichtung 10 zu übertragen, wobei die Servereinrichtung 10 bzw. deren Datenverarbeitungseinrichtung 11 dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie 40 basierend auf der übertragenen Ladungsmengendifferenz und/oder den zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.In another embodiment of the system 100, the battery control unit 30 or a data processing device 33 thereof is configured to calculate the charge quantity difference and/or the at least two charge quantity differences and to transmit the calculated charge quantity difference and/or the at least two charge quantity differences to the server device 10, wherein the server device 10 or its data processing device 11 is configured to calculate the state of health of the battery 40 based on the transmitted charge quantity difference and/or the at least two charge quantity differences.

Weiterhin ist die Servereinrichtung 10 dazu eingerichtet, den berechneten Gesundheitszustand der Batterie 40 an das Batteriesteuergerät 30 zu übertragen. Hierbei kann das Batteriesteuergerät 30 dazu eingerichtet sein, einen bisherigen, in der Speichereinrichtung 32 gespeicherten Gesundheitszustand der Batterie 30, durch den berechneten und übertragenen Gesundheitszustand der Batterie 30 zu überschreiben.Furthermore, the server device 10 is configured to transmit the calculated health status of the battery 40 to the battery control unit 30. In this case, the battery control unit 30 can be configured to overwrite a previous health status of the battery 30 stored in the storage device 32 with the calculated and transmitted health status of the battery 30.

3 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Bewertung eines Gesundheitszustands einer wiederaufladbaren Batterie für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführung. 3 shows a flowchart illustrating a method for evaluating a health status of a rechargeable battery for a vehicle according to an embodiment.

In einem Schritt S10 wird eine Ladungsmengendifferenz zwischen einer der Batterie 40 während eines Zeitraums zugeführten Lade-Ladungsmenge und einer von der Batterie 40 während des Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge erfasst.In a step S10, a charge amount difference between a charge amount supplied to the battery 40 during a period of time and a discharge charge amount discharged from the battery 40 during the period of time is detected.

In einem Schritt S30 wird der Gesundheitszustands der Batterie 40 basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz berechnet.In a step S30, the health status of the battery 40 is calculated based on the detected charge amount difference.

Hierbei kann das Verfahren ferner den Schritt S20 aufweisen, in dem eine jeweilige weitere Ladungsmengendifferenz zwischen einer einer jeweiligen weiteren Batterie 40' von mehreren, zu der Batterie 40 baugleichen, weiteren Batterien 40' für ein Fahrzeug 20' während eines jeweiligen weiteren Zeitraums zugeführten jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und einer jeweiligen weiteren von der jeweiligen weiteren Batterie 40' während des jeweiligen weiteren Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge erfasst wird, wobei in Schritt S30 der Gesundheitszustand der Batterie 40 basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz und den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen berechnet wird.In this case, the method can further comprise step S20, in which a respective further charge quantity difference between a respective further charge quantity supplied to a respective further battery 40' of a plurality of further batteries 40' of the same construction as the battery 40 for a vehicle 20' during a respective further period of time and a respective further discharge charge quantity discharged from the respective further battery 40' during the respective further period of time is detected, wherein in step S30 the health status of the battery 40 is calculated based on the detected charge quantity difference and the detected respective further charge quantity differences.

Bei einigen Ausführungen wird in Schritt S10 ein zeitlicher Verlauf eines Ladestroms zum Aufladen der Batterie 40 und ein zeitlicher Verlauf eines Entladestroms zum Entladen der Batterie 40 zwischen Anschlusspolen der Batterie 40 während des Zeitraums mittels eines Batteriesteuergeräts 30 zur Steuerung der Batterie 40 ermittelt, wobei die während des Zeitraums der Batterie 40 zugeführte Lade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Ladestroms während des Zeitraums und die während des Zeitraums von der Batterie 40 abgeführte Entlade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Entladestroms während des Zeitraums ermittelt werden, und die Ladungsmengendifferenz durch Bildung einer Differenz zwischen der ermittelten Lade-Ladungsmenge und der ermittelten Entlade-Ladungsmenge berechnet wird.In some embodiments, in step S10, a time profile of a charging current for charging the battery 40 and a time profile of a discharging current for discharging the battery 40 between terminal poles of the battery 40 during the period are determined by means of a battery control unit 30 for controlling the battery 40, wherein the charging charge quantity supplied to the battery 40 during the period is determined based on the time profile of the charging current during the period and the discharging charge quantity discharged from the battery 40 during the period is determined based on the time profile of the discharging current during the period, and the charge quantity difference is calculated by forming a difference between the determined charging charge quantity and the determined discharging charge quantity.

Hierbei werden in einer Ausführung die ermittelte Lade-Ladungsmenge und die ermittelte Entlade-Ladungsmenge von dem Batteriesteuergerät 30 an eine Servereinrichtung 10 übertragen, wobei durch die Servereinrichtung 10 die Ladungsmengendifferenz berechnet wird.In one embodiment, the determined charging charge quantity and the determined discharging charge quantity are transmitted from the battery control unit 30 to a server device 10, wherein the difference in charge quantities is calculated by the server device 10.

In einer anderen Ausführung wird die Ladungsmengendifferenz von dem Batteriesteuergerät 30 berechnet und die berechnete Ladungsmengendifferenz an die Servereinrichtung 10 übertragen, wobei in Schritt S30 der Gesundheitszustand der Batterie 40 durch die Servereinrichtung 10 berechnet wird.In another embodiment, the charge quantity difference is calculated by the battery control unit 30 and the calculated charge quantity difference is transmitted to the server device 10, wherein in step S30 the health status of the battery 40 is calculated by the server device 10.

In einem Schritt S40 wird der berechnete Gesundheitszustand der Batterie 40 von der Servereinrichtung 10 an das Batteriesteuergerät 30 übertragen.In a step S40, the calculated health status of the battery 40 is transmitted from the server device 10 to the battery control unit 30.

Claims (15)

Verfahren zur Bewertung eines Gesundheitszustands einer wiederaufladbaren Batterie (40) für ein Fahrzeug (20), wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a) Erfassen einer Ladungsmengendifferenz zwischen einer der Batterie (40) während eines Zeitraums zugeführten Lade-Ladungsmenge und einer von der Batterie (40) während des Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge, und b) Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie (40) basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz.A method for evaluating a health status of a rechargeable battery (40) for a vehicle (20), the method comprising the steps of: a) detecting a charge amount difference between a charge amount supplied to the battery (40) during a period of time and a discharge charge amount discharged from the battery (40) during the period of time, and b) calculating the health status of the battery (40) based on the detected charge amount difference. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend den Schritt: a1) Erfassen einer jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenz zwischen einer einer jeweiligen weiteren Batterie (40') von mehreren, zu der Batterie (40) baugleichen, weiteren Batterien (40') für ein Fahrzeug (20') während eines jeweiligen weiteren Zeitraums zugeführten jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und einer jeweiligen weiteren von der jeweiligen weiteren Batterie (40') während des jeweiligen weiteren Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge, wobei in Schritt b) der Gesundheitszustand der Batterie (40) basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz und den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen berechnet wird.Procedure according to Claim 1 , further comprising the step: a1) detecting a respective further charge quantity difference between a respective further charging charge quantity supplied to a respective further battery (40') of a plurality of further batteries (40') for a vehicle (20') that are identical in construction to the battery (40) during a respective further period of time and a respective further discharging charge quantity discharged from the respective further battery (40') during the respective further period of time, wherein in step b) the health state of the battery (40) is calculated based on the detected charge quantity difference and the detected respective further charge quantity differences. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Schritt b) das Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie zudem auf einem Alter der Batterie und/oder einer Betriebszeit der Batterie und/oder einem Histogramm einer Temperatur der Batterie und/oder einem Histogramm eines Ladungszustands der Batterie und/oder einem jeweiligen Temperatur-Histogramm eines zu der Batterie zugeführten Stroms und eines von der Batterie abgeführten Stroms und/oder eines, insbesondere aktuellen, Innenwiderstands der Batterie und/oder einer, insbesondere aktuellen maximalen Kapazität der Batterie und/oder eines Energieumsatzes der Batterie, welcher einer Summe der Beträge der Lade-Ladungsmenge und der Entlade-Ladungsmenge entspricht, und/oder einem Alter der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einer Betriebszeit der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem Histogramm einer Temperatur der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem Histogramm eines Ladungszustands der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem jeweiligen Temperatur-Histogramm eines zu der jeweiligen weiteren Batterie zugeführten Stroms und eines von der jeweiligen weiteren Batterie abgeführten Stroms und/oder eines, insbesondere aktuellen, Innenwiderstands der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einer, insbesondere aktuellen maximalen Kapazität der jeweiligen weiteren Batterie und/oder eines Energieumsatzes der jeweiligen weiteren Batterie, welcher einer Summe der Beträge der jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und der jeweiligen weiteren Entlade-Ladungsmenge entspricht, basiert.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein in step b) the calculation of the state of health of the battery is also based on an age of the battery and/or an operating time of the battery and/or a histogram of a temperature of the battery and/or a histogram of a state of charge of the battery and/or a respective temperature histogram of a current supplied to the battery and a current discharged by the battery and/or an internal resistance of the battery, in particular a current one and/or a maximum capacity of the battery, in particular a current one and/or an energy turnover of the battery, which corresponds to a sum of the amounts of the charge charge quantity and the discharge charge quantity, and/or an age of the respective additional battery and/or an operating time of the respective additional battery and/or a histogram of a temperature of the respective additional battery and/or a histogram of a state of charge of the respective additional battery and/or a respective temperature histogram of a current supplied to the respective additional battery and a current discharged by the respective additional battery and/or an internal resistance of the respective additional battery, in particular a current one and/or a, especially current maximum capacity of the respective additional battery and/or an energy turnover of the respective additional battery, which corresponds to a sum of the amounts of the respective additional charging charge quantity and the respective additional discharging charge quantity. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 und 2, wobei Schritt a) zumindest zweimal für zumindest zwei unterschiedliche zeitlich aufeinanderfolgende Zeiträume durchgeführt wird, um zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen für die zumindest zwei Zeiträume zu erfassen, und in Schritt b) der Gesundheitszustand der Batterie (40) basierend auf den erfassten zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen und den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen berechnet wird.Procedure according to Claim 2 or 3 and 2 , wherein step a) is carried out at least twice for at least two different temporally successive time periods in order to detect at least two charge quantity differences for the at least two time periods, and in step b) the health state of the battery (40) is calculated based on the detected at least two charge quantity differences and the detected respective further charge quantity differences. Verfahren nach Anspruch 4, wobei in Schritt b) der Gesundheitszustand der Batterie (40) basierend auf einem Vergleich einer für einen letzten der zumindest zwei Zeiträume erfassten Ladungsmengendifferenz mit einer oder mehreren Ladungsmengendifferenzen, die für einen oder mehrere vorhergehende Zeiträume der zumindest zwei Zeiträume erfasst wurden, und basierend auf den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen berechnet wird.Procedure according to Claim 4 , wherein in step b) the state of health of the battery (40) is calculated based on a comparison of a charge quantity difference detected for a last of the at least two time periods with one or more charge quantity differences detected for one or more previous time periods of the at least two time periods, and based on the detected respective further charge quantity differences. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei Schritt a1) für jede weitere Batterie (40') zumindest zweimal für zumindest zwei unterschiedliche zeitlich aufeinanderfolgende weitere andere Zeiträume durchgeführt wird, um für jede weitere Batterie (40') zumindest zwei weitere andere Ladungsmengendifferenzen für die zumindest zwei weiteren anderen Zeiträume zu erfassen, und in Schritt b) der Gesundheitszustand der Batterie (40) basierend auf den erfassten zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen und den für jede weitere Batterie (40`) erfassten zumindest zwei weiteren anderen Ladungsmengendifferenzen berechnet wird.Procedure according to Claim 4 or 5 , wherein step a1) is carried out for each additional battery (40') at least twice for at least two different, consecutive other time periods in order to detect at least two other charge quantity differences for each additional battery (40') for the at least two other time periods, and in step b) the health status of the battery (40) is calculated based on the detected at least two charge quantity differences and the at least two other charge quantity differences detected for each additional battery (40`). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt a) ein zeitlicher Verlauf eines Ladestroms zum Aufladen der Batterie (40) und ein zeitlicher Verlauf eines Entladestroms zum Entladen der Batterie (40) zwischen Anschlusspolen der Batterie (40) während des Zeitraums mittels eines Batteriesteuergeräts (30) zur Steuerung der Batterie (40) ermittelt wird, die während des Zeitraums der Batterie (40) zugeführte Lade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Ladestroms während des Zeitraums und die während des Zeitraums von der Batterie (40) abgeführte Entlade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Entladestroms während des Zeitraums ermittelt werden, die Ladungsmengendifferenz durch Bildung einer Differenz zwischen der ermittelten Lade-Ladungsmenge und der ermittelten Entlade-Ladungsmenge berechnet wird, wobei entweder die ermittelte Lade-Ladungsmenge und die ermittelte Entlade-Ladungsmenge von dem Batteriesteuergerät (40) an eine Servereinrichtung (10) übertragen werden, und durch die Servereinrichtung (10) die Ladungsmengendifferenz berechnet wird, oder die Ladungsmengendifferenz von dem Batteriesteuergerät (30) berechnet und die berechnete Ladungsmengendifferenz an die Servereinrichtung (10) übertragen wird, und wobei in Schritt b) der Gesundheitszustand der Batterie (40) durch die Servereinrichtung (10) berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein in step a) a temporal progression of a charging current for charging the battery (40) and a temporal progression of a discharging current for discharging the battery (40) between terminal poles of the battery (40) during the period is determined by means of a battery control device (30) for controlling the battery (40), the charging charge quantity supplied to the battery (40) during the period is determined based on the temporal progression of the charging current during the period and the discharging charge quantity discharged from the battery (40) during the period is determined based on the temporal progression of the discharging current during the period, the charge quantity difference is calculated by forming a difference between the determined charging charge quantity and the determined discharging charge quantity, wherein either the determined charging charge quantity and the determined discharging charge quantity are transmitted from the battery control device (40) to a server device (10), and by the Server device (10) calculates the charge quantity difference, or the charge quantity difference is calculated by the battery control unit (30) and the calculated charge quantity difference is transmitted to the server device (10), and wherein in step b) the health status of the battery (40) is calculated by the server device (10). Verfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend den Schritt: c) Übertragen des berechneten Gesundheitszustands der Batterie (40) von der Servereinrichtung (10) an das Batteriesteuergerät (30).Procedure according to Claim 7 , further comprising the step: c) transmitting the calculated health status of the battery (40) from the server device (10) to the battery control unit (30). System (100) zur Bewertung eines Gesundheitszustands einer wiederaufladbaren Batterie (40) für ein Fahrzeug (20), wobei das System aufweist: a) Mittel (10, 30) zum Erfassen einer Ladungsmengendifferenz zwischen einer der Batterie (40) während eines Zeitraums zugeführten Lade-Ladungsmenge und einer von der Batterie (40) während des Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge, und b) Mittel (10) zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie (40) basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz.A system (100) for evaluating a state of health of a rechargeable battery (40) for a vehicle (20), the system comprising: a) means (10, 30) for detecting a charge amount difference between a charge amount supplied to the battery (40) during a period of time and a discharge charge amount discharged from the battery (40) during the period of time, and b) means (10) for calculating the state of health of the battery (40) based on the detected charge amount difference. System (100) nach Anspruch 9, ferner aufweisend: a1) Mittel (10, 30') zum Erfassen einer jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenz zwischen einer einer jeweiligen weiteren Batterie (40') von mehreren, zu der Batterie (40) baugleichen, weiteren Batterien (40') für ein Fahrzeug (20') während eines jeweiligen weiteren Zeitraums zugeführten jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und einer jeweiligen weiteren von der jeweiligen weiteren Batterie (40`) während des jeweiligen weiteren Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge, wobei das Mittel (10) zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie (40) dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie (40) basierend auf der erfassten Ladungsmengendifferenz und den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.System (100) after Claim 9 , further comprising: a1) means (10, 30') for detecting a respective further charge quantity difference between a respective further charging charge quantity supplied to a respective further battery (40') of a plurality of further batteries (40') for a vehicle (20') that are identical in construction to the battery (40) during a respective further period of time and a respective further discharging charge quantity discharged from the respective further battery (40') during the respective further period of time, wherein the means (10) for calculating the state of health of the battery (40) is configured to calculate the state of health of the battery (40) based on the detected charge quantity difference and the detected respective further charge quantity differences. System (100) nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Mittel (10) zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie (40) dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie zudem basierend auf einem Alter der Batterie und/oder einer Betriebszeit der Batterie und/oder einem Histogramm einer Temperatur der Batterie und/oder einem Histogramm eines Ladungszustands der Batterie und/oder einem jeweiligen Temperatur-Histogramm eines zu der Batterie zugeführten Stroms und eines von der Batterie abgeführten Stroms und/oder eines, insbesondere aktuellen, Innenwiderstands der Batterie und/oder einer, insbesondere aktuellen maximalen Kapazität der Batterie und/oder eines Energieumsatzes der Batterie, welcher einer Summe der Beträge der Lade-Ladungsmenge und der Entlade-Ladungsmenge entspricht, und/oder einem Alter der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einer Betriebszeit der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem Histogramm einer Temperatur der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem Histogramm eines Ladungszustands der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einem jeweiligen Temperatur-Histogramm eines zu der jeweiligen weiteren Batterie zugeführten Stroms und eines von der jeweiligen weiteren Batterie abgeführten Stroms und/oder eines, insbesondere aktuellen, Innenwiderstands der jeweiligen weiteren Batterie und/oder einer, insbesondere aktuellen maximalen Kapazität der jeweiligen weiteren Batterie und/oder eines Energieumsatzes der jeweiligen weiteren Batterie, welcher einer Summe der Beträge der jeweiligen weiteren Lade-Ladungsmenge und der jeweiligen weiteren Entlade-Ladungsmenge entspricht, zu berechnen.System (100) after Claim 9 or 10 , wherein the means (10) for calculating the state of health of the battery (40) is set up to calculate the state of health of the battery further based on an age of the battery and/or an operating time of the battery and/or a histogram of a temperature of the battery and/or a histogram of a state of charge of the battery and/or a respective temperature histogram of a current supplied to the battery and a current discharged from the battery and/or an internal resistance of the battery, in particular a current one and/or a maximum capacity of the battery, in particular a current one and/or an energy turnover of the battery, which corresponds to a sum of the amounts of the charge charge quantity and the discharge charge quantity, and/or an age of the respective further battery and/or an operating time of the respective further battery and/or a histogram of a temperature of the respective further battery and/or a histogram of a state of charge of the respective further battery and/or a respective temperature histogram of a current supplied to the respective further battery and a current discharged from the respective further battery and/or an internal resistance, in particular a current one, of the respective additional battery and/or an internal resistance, in particular a current maximum capacity of the respective additional battery and/or an energy turnover of the respective additional battery, which corresponds to a sum of the amounts of the respective additional charging charge quantity and the respective additional discharging charge quantity. System (100) nach Anspruch 10 oder 11 und 10, wobei das Mittel (10, 30) zum Erfassen einer Ladungsmengendifferenz zwischen einer der Batterie (40) während eines Zeitraums zugeführten Lade-Ladungsmenge und einer von der Batterie (40) während des Zeitraums abgeführten Entlade-Ladungsmenge dazu eingerichtet ist, für zumindest zwei unterschiedliche zeitlich aufeinanderfolgende Zeiträume zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen zu erfassen, und das Mittel (10) zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie (40) dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie basierend auf den erfassten zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen und den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.System (100) after Claim 10 or 11 and 10 , wherein the means (10, 30) for detecting a charge quantity difference between a charging charge quantity supplied to the battery (40) during a period of time and a discharging charge quantity discharged from the battery (40) during the period of time is designed to detect at least two charge quantity differences for at least two different, successive periods of time, and the means (10) for calculating the health status of the battery (40) is designed to calculate the health status of the battery based on the detected at least two charge quantity differences and the detected respective further charge quantity differences. System (100) nach Anspruch 12, wobei das Mittel (10) zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie (40) dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie basierend auf einem Vergleich einer für einen letzten der zumindest zwei Zeiträume erfassten Ladungsmengendifferenz mit einer oder mehreren Ladungsmengendifferenzen, die für einen oder mehrere vorhergehende Zeiträume der zumindest zwei Zeiträume erfasst wurden, und basierend auf den erfassten jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.System (100) after Claim 12 , wherein the means (10) for calculating the state of health of the battery (40) is configured to calculate the state of health of the battery based on a comparison of a charge quantity difference detected for a last of the at least two time periods with one or more charge quantity differences detected for one or more previous time periods of the at least two time periods, and based on the detected respective further charge quantity differences. System (100) nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Mittel (10, 30') zum Erfassen einer jeweiligen weiteren Ladungsmengendifferenz dazu eingerichtet ist, für jede weitere Batterie (40') zumindest zwei weitere andere Ladungsmengendifferenzen für zumindest zwei unterschiedliche zeitlich aufeinanderfolgende weitere andere Zeiträume zu erfassen, und das Mittel (10) zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie (40) basierend auf den erfassten zumindest zwei Ladungsmengendifferenzen und den für jede weitere Batterie (40`) erfassten zumindest zwei weiteren anderen Ladungsmengendifferenzen zu berechnen.System (100) after Claim 12 or 13 , wherein the means (10, 30') for detecting a respective further charge quantity difference is designed to detect at least two further other charge quantity differences for at least two different sequential time periods for each further battery (40'), and the means (10) for calculating the health status of the battery is designed to calculate the health status of the battery (40) based on the detected at least two charge quantity differences and the at least two further other charge quantity differences detected for each further battery (40'). System (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Mittel (10, 30) zum Erfassen einer Ladungsmengendifferenz ein Batteriesteuergerät (30) zur Steuerung der Batterie (40) aufweist, das dazu eingerichtet ist, einen zeitlichen Verlauf eines Ladestroms zum Aufladen der Batterie (40) und einen zeitlichen Verlauf eines Entladestroms zum Entladen der Batterie (40) zwischen Anschlusspolen der Batterie (40) während des Zeitraums zu ermitteln, das Mittel (10, 30) zum Erfassen einer Ladungsmengendifferenz dazu eingerichtet ist, die während des Zeitraums der Batterie (40) zugeführte Lade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Ladestroms während des Zeitraums und die während des Zeitraums von der Batterie (40) abgeführte Entlade-Ladungsmenge anhand des zeitlichen Verlaufs des Entladestroms während des Zeitraums zu ermitteln, und die Ladungsmengendifferenz durch Bildung einer Differenz zwischen der ermittelten Lade-Ladungsmenge und der ermittelten Entlade-Ladungsmenge zu berechnen, wobei das Mittel (10) zum Berechnen des Gesundheitszustands der Batterie (40) eine Servereinrichtung (10) aufweist, wobei das Batteriesteuergerät (30) entweder dazu eingerichtet ist, die ermittelte Lade-Ladungsmenge und die ermittelte Entlade-Ladungsmenge an die Servereinrichtung (10) zu übertragen, und die Servereinrichtung (10) dazu eingerichtet ist, die Ladungsmengendifferenz zu berechnen, oder das Batteriesteuergerät (30) dazu eingerichtet ist, die Ladungsmengendifferenz zu berechnen und die berechnete Ladungsmengendifferenz an die Servereinrichtung (10) zu übertragen, und wobei die Servereinrichtung (10) dazu eingerichtet ist, den Gesundheitszustand der Batterie (40) zu berechnen.System (100) according to one of the Claims 9 until 14 , wherein the means (10, 30) for detecting a charge quantity difference comprises a battery control device (30) for controlling the battery (40), which is designed to determine a temporal profile of a charging current for charging the battery (40) and a temporal profile of a discharging current for discharging the battery (40) between connection poles of the battery (40) during the period, the means (10, 30) for detecting a charge quantity difference is designed to determine the charge quantity supplied to the battery (40) during the period based on the temporal profile of the charge current during the period and the discharge quantity discharged from the battery (40) during the period based on the temporal profile of the discharge current during the period, and to calculate the charge quantity difference by forming a difference between the determined charge quantity and the determined discharge quantity, wherein the means (10) for calculating the state of health of the Battery (40) has a server device (10), wherein the battery control device (30) is either configured to transmit the determined charge quantity and the determined discharge quantity to the server device (10), and the server device (10) is configured to calculate the charge quantity difference, or the battery control device (30) is configured to calculate the charge quantity difference and to transmit the calculated charge quantity difference to the server device (10), and wherein the server device (10) is configured to calculate the health status of the battery (40).
DE102023100046.2 2023-01-03 METHOD FOR ASSESSING THE HEALTH STATE OF A RECHARGEABLE BATTERY FOR A VEHICLE AND SYSTEM FOR IMPLEMENTING THE METHOD Pending DE102023100046A1 (en)

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