DE112014000310B4

DE112014000310B4 - Bewerten des Zustands eines Akkus, zugehöriges System und Fahrzeug

Info

Publication number: DE112014000310B4
Application number: DE112014000310.7T
Authority: DE
Inventors: Lili Zhao; Ming Xie; Jinyan Shao; Wenjun Yin; Jin Dong; Qiming Tian; Carlton Brad Gammons; Hongguang Yu
Original assignee: Utopus Insights Inc
Current assignee: Utopus Insights Inc
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2021-01-28
Anticipated expiration: 2034-01-09
Also published as: US20210148986A1; GB2525542A; JP6316319B2; US20230176138A1; US11385295B2; DE112014000310T5; US11662392B2; CN103969585A; GB201514476D0; JP2016513241A; GB2525542B; CN103969585B; WO2014117643A1; US20220276318A1

Abstract

Verfahren zum Bewerten eines Zustandes eines Akkus, wobei das Verfahren aufweist:Erkennen eines Nutzungsmodus des Akkus während eines Zeitraums und einer dem Nutzungsmodus entsprechenden Verlustkurve anhand aufgezeichneter Daten über die Akkunutzung während des Zeitraums, gespeicherter Nutzungsmodi des Akkus und den gespeicherten Nutzungsmodi entsprechender Verlustkurven, wobei die aufgezeichneten Daten einen Startzeitpunkt tader Akkunutzung während des Zeitraums aufweisen, wobei die Verlustkurve eine Änderung einer höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung darstellt; undBerechnen eines Verschlechterungsgrades des Akkus anhand der aufgezeichneten Daten, des erkannten Nutzungsmodus und dessen entsprechender Verlustkurve, wobei der Verschlechterungsgrad einen Betrag darstellt, um den die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung abnimmt, wobei die Berechnung eine Berechnung eines Anstiegs der erkannten Verlustkurve an einem Punkt c = caaufweist, wobei cadie höchstmögliche Ladungskapazität des Akkus zum Zeitpunkt tadarstellt.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewerten des Zustands eines Akkus sowie ein zugehöriges System und Fahrzeug und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewerten des Zustands eines Akkus unter Verwendung aufgezeichneter Daten über die Akkunutzung und einer vorgegebenen Modustabelle sowie ein zugehöriges System und Fahrzeug.
Die Entwicklung der Automobilindustrie schreitet stürmisch voran, jedoch dauert das Laden des Akkus eines Elektrofahrzeugs noch lange und ist teuer. Gegenwärtig gibt es bei Elektrofahrzeugen zwei Betriebsmodi: Laden eingebauter Akkus und Akkutausch.
Ein Modus betrifft das Laden eingebauter Akkus, das heißt, der Benutzer kauft das Elektrofahrzeug einschließlich eines Akkus und lädt den Akku an einer durch einen Betreiber bereitgestellten Ladestation oder Ladesäule. Bei diesem Lademodus kann sich der Benutzer selbst je nach Bedarf für langsames oder schnelles Laden entscheiden. Im ersteren Fall dauert es länger bei einer niedrigeren Ladegeschwindigkeit, während es im letzteren Fall bei einer höheren Ladegeschwindigkeit schneller geht. Ladeeinrichtungen für die beiden Ladetypen werden durch die Betreiber bereitgestellt. Der Betreiber stellt dem Benutzer die beim Laden aufgenommene Ladungsmenge in Rechnung. Nach einem solchen Ladevorgang ist jedoch die bei Gebrauch durch den Akku abgegebene Ladungsmenge immer geringer als die während des Ladevorgangs aufgenommene Ladungsmenge, und eine Differenz zwischen den beiden Ladungsmengen hängt vom Zustand des Akkus ab. Mit anderen Worten, jeder Akku kann bei Gebrauch je nach Zustand bei gleicher aufgenommener Ladungsmenge eine andere Ladungsmenge abgeben. Deshalb ist es nicht sinnvoll, dem Benutzer nur die während des Ladens aufgenommene Ladungsmenge in Rechnung zu stellen.
Bei dem anderen Modus handelt es sich um den Akkutauschmodus, das heißt, der Kunde kauft das Elektrofahrzeug ohne Akku, mietet oder least aber den Akku von einem Akkubetreiber, und der Benutzer bezahlt je nach Fahrstrecke des jeweiligen Akkus. Die Fahrstrecke kann jedoch den Akkuzustand nicht ausreichend widerspiegeln, da diese die durch einen unterschiedlichen Nutzungsmodus verursachte Verschlechterung des Akkuzustands nicht vollständig berücksichtigen und die missbräuchliche Verwendung des Akkus nicht wirksam ausschließen kann. Die Verschlechterung des Akkuzustands ist von Fall zu Fall verschieden, je nachdem, ob mit schwerer oder ohne Last, auf Bergstraßen oder in der Ebene, mit wechselnder oder gleichmäßiger Geschwindigkeit gefahren wird. Deshalb ist es nicht sinnvoll, dem Benutzer nur die Fahrstrecke in Rechnung zu stellen.
Deshalb besteht ein Bedarf an einer Technik zum genauen Bewerten des Zustands des Akkus, z.B. des Ausmaßes der Verschlechterung des Akkuzustands, der Restladung des Akkus, um einen Restwert des Akkus zur ordnungsgemäßen Abrechnung sinnvoll zu bewerten.
Die DE 10 2010 048 187 A1 offenbart ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Überwachen der maximal verfügbaren Kapazität einer Batterie sowie eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, die eine Prognose der aktuellen Laufzeit einer Batterie ermöglichen. Hierzu wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, nach dem zunächst eine Mehrzahl von verschiedenen Entladeschlussspannungswerten bereitgestellt wird. Nunmehr wird die Batterie entladen, und der Entladeschlussspannungswert ermittelt, auf den die Batterie entladen worden ist. Anschließend wird der Zählerstand des Zählers inkrementiert, welcher dem ermittelten Entladeschlussspannungswert zugeordnet ist. Für jeden Entladevorgang werden diese Schritte wiederholt. Nunmehr wird der Zählerstand jedes Zählers ausgelesen und ein erster Faktor in Abhängigkeit von den ausgelesenen Zählerständen, welcher ein Maß für die Abnahme der maximal verfügbaren Batteriekapazität darstellt, ermittelt.
Die EP 2 639 096 A1 offenbart eine Diagnosevorrichtung für eine Fahrzeugbatterie, die den Verlauf des Benutzungszustands einer wiederaufladbaren Batterie an einem Fahrzeug diagnostiziert und dem Fahrzeug Maßnahmen zum Verhindern einer Verschlechterung der Batterie bereitstellt, und die ausgestattet ist mit: einer Speichervorrichtung, um darin Ersatzsperrmaßnahmen zu speichern, die für den Fall einer Verschlechterung der Batterie zu ergreifen sind; und einer Diagnosevorrichtung zum Verhindern einer Anzeige der durchzuführenden Maßnahmen, wenn die ausgelesenen zu ergreifenden Ersatzsperrmaßnahmen ein vorgeschriebenes Anzeigekriterium nicht erfüllen.
KURZDARSTELLUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Stand der Technik zu verbessern, um ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zum Bewerten eines Zustands des Akkus bereitzustellen. Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Bewerten des Zustandes eines Akkus bereitgestellt, die aufweist: eine Moduserkennungseinheit, die zum Erkennen eines Nutzungsmodus des Akkus während eines Zeitraums und dessen Verlustkurve anhand aufgezeichneter Daten über die Akkunutzung, gespeicherter Nutzungsmodi des Akkus und Verlustkurven konfiguriert ist, die den verschiedenen Nutzungsmodi entsprechen, wobei die Verlustkurve einer Änderung der höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus im Verlauf dessen Nutzung entspricht; und eine Zustandsbewertungseinheit, die zum Berechnen der Verschlechterung des Akkus anhand der aufgezeichneten Daten und des erkannten Nutzungsmodus und dessen entsprechender Verlustkurve konfiguriert ist, wobei der Verschlechterungsgrad einen Betrag darstellt, um den die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung abnimmt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bewerten des Zustands eines Akkus bereitgestellt, das aufweist: Erkennen eines Nutzungsmodus des Akkus während eines Zeitraums und dessen entsprechender Verlustkurve anhand aufgezeichneter Daten über die Akkunutzung, gespeicherter Nutzungsmodi des Akkus und Verlustkurven, die den verschiedenen Nutzungsmodi entsprechen, wobei die Verlustkurve eine Änderung einer höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus im Verlauf dessen Nutzung darstellt; und Berechnen des Verschlechterungsgrades des Akkus anhand der aufgezeichneten Daten und des erkannten Nutzungsmodus und dessen entsprechender Verlustkurve, wobei der Verschlechterungsgrad einen Betrag darstellt, um den die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung abnimmt.
Ferner stellt die Erfindung ein System bereit, das die Vorrichtung der Erfindung aufweist.
Ferner stellt die Erfindung ein Fahrzeug bereit, das die Vorrichtung der Erfindung aufweist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Zustand des Akkus genau bewertet werden, sodass der Restwert des Akkus realistischer eingeschätzt werden kann und besser den Anforderungen wie beispielsweise einer zuverlässigen Abrechnung und dem Vorhersagen einer nutzbaren Fahrstrecke/Fahrdauer entspricht.
Figurenliste
Durch die ausführlichere Beschreibung einiger Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in den beiliegenden Zeichnungen werden die obigen sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung verdeutlicht, wobei sich gleiche Bezugszeichen durchgehend auf dieselben Komponenten in den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen.

1 ist ein Blockschaltbild, das ein beispielhaftes Computersystem/Server 12 zeigt, das zum Umsetzen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
2 ist ein Blockschaubild, das eine Vorrichtung 200 zum Bewerten des Zustands eines Akkus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 zeigt Verlustkurven in einem Lademodus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt Verlustkurven in einem Entlademodus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt Verlustkurven in einem Lademodus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt Verlustkurven in einem Leerlaufmodus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Bewerten des Zustands eines Akkus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Bewerten des Zustands eines Akkus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Bewerten des Zustands eines Akkus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Bewerten des Zustands eines Akkus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 zeigt anschaulich mehrere Nutzungsmodi des Akkus.
12 ist ein Blockschaubild, das ein Abrechnungssystem 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Einige bevorzugte Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht sind. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch auf unterschiedliche Weise umgesetzt werden und ist nicht als Beschränkung auf die hierin offenbarten Ausführungsformen zu verstehen. Vielmehr dienen diese Ausführungsformen dazu, dem Fachmann das gründliche und vollständige Verständnis und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nahezubringen.
Dem Fachmann ist einsichtig, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung als System, Verfahren oder Computerprogrammprodukt umgesetzt werden können. Demgemäß können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form einer kompletten Hardwareumgebung, einer kompletten Softwareumgebung (darunter Firmware, residente Software, Mikrocode usw.) oder einer Ausführungsform annehmen, die Software- und Hardwareaspekte in sich vereint, die hierin durchweg als „Schaltung“, „Modul“ oder „System“ bezeichnet werden können. Darüber hinaus können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, das in einem oder mehreren computerlesbaren Medien mit einem darauf verkörperten computerlesbaren Programmcode gespeichert sind.
Es kann eine beliebige Kombination von einem oder mehreren computerlesbaren Medien verwendet werden. Bei dem computerlesbaren Medium kann es sich um ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium handeln. Bei einem computerlesbaren Speichermedium kann es sich zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, um ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem, eine entsprechende Vorrichtung oder Einheit oder eine beliebige geeignete Kombination derselben handeln. Als speziellere Beispiele (eine nicht erschöpfende Aufzählung) des computerlesbaren Speichermediums kommen infrage: eine elektrische Verbindung mit einer oder mehreren Leitungen, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein Nur-Lese-Speicher (ROM), ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROM oder Flash-Speicher), ein Lichtwellenleiter, ein tragbarer Compact Disc-Nur-Lese-Speicher (CD-ROM), eine optische Speichereinheit, eine magnetische Speichereinheit oder eine beliebige geeignete Kombination derselben. In Verbindung mit diesem Dokument kann es sich bei einem computerlesbaren Speichermedium um ein beliebiges materielles Medium handeln, das ein Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem System, einer Vorrichtung oder Einheit zum Ausführen von Anweisungen enthalten oder speichern kann.
Ein computerlesbares Signalmedium kann ein sich ausbreitendes Datensignal mit einem darin verkörperten computerlesbaren Programmcode enthalten, zum Beispiel im Basisband oder als Teil einer Trägerwelle. Ein solches sich ausbreitendes Signal kann eine beliebige aus einer Vielfalt von Formen annehmen, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, elektromagnetisch, optisch oder eine beliebige geeignete Kombination derselben. Bei einem computerlesbaren Signalmedium kann es sich um ein beliebiges computerlesbares Medium handeln, das kein computerlesbares Speichermedium ist und das ein Programm zur Verbindung durch oder in Verbindung mit einem System, einer Vorrichtung oder Einheit übermitteln, weiterleiten oder transportieren kann.
Ein auf einem computerlesbaren Medium verkörperter Code kann unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Medium übertragen werden, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, drahtlos, leitungsgebunden, Lichtwellenleiter, HF usw. oder eine beliebige geeignete Kombination derselben.
Ein Computerprogrammcode zum Ausführen von Operationen für Aspekte der vorliegenden Erfindung kann in einer beliebigen Kombination einer oder mehrerer Programmiersprachen geschrieben werden, darunter eine objektorientierte Programmiersprache wie beispielsweise Java, Smalltalk, C++ oder dergleichen und herkömmliche prozedurale Programmiersprachen wie beispielsweise die Programmiersprache „C“ oder ähnliche Programmiersprachen. Der Programmcode kann komplett auf dem Computer eines Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als eigenständiges Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem fernen Computer oder komplett auf dem fernen Computer oder Server ausgeführt werden. Im letzteren Szenario kann der ferner Computer durch einen beliebigen Netzwerktyp mit dem Computer des Benutzers verbunden sein, darunter ein lokales Netzwerk (LAN) oder ein Weitverkehrsnetzwerk (WAN), oder die Verbindung kann zu einem externen Computer hergestellt werden (zum Beispiel durch das Internet unter Verwendung eines Internet-Providers).
Aspekte der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf Ablaufpläne und/oder Blockschaltbilder von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es ist klar, dass jeder Block der Ablaufpläne und/oder Blockschaltbilder und Kombinationen von Blöcken in den Ablaufplänen und/oder Blockschaltbildern durch Anweisungen eines Computerprogramms umgesetzt werden können. Diese Anweisungen des Computerprogramms können einem Universalcomputer, einem Spezialcomputer oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung zugeführt werden, um eine Maschine derart zu erzeugen, dass die durch den Prozessor des Computers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführten Anweisungen ein Mittel zum Umsetzen der in dem Block oder den Blöcken der Ablaufpläne und/oder Blockschaltbilder angegebenen Funktionen/Aktionen erstellen.
Diese Anweisungen des Computerprogramms können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder anderen Einheiten anweisen kann, in einer bestimmten Weise so zu funktionieren, dass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen ein Herstellungsprodukt erzeugen, das Anweisungsmittel zum Umsetzen der in dem Block oder den Blöcken der Ablaufpläne und/oder Blockschaltbilder angegebenen Funktionen/Aktionen enthält.
Die Anweisungen des Computerprogramms können auch auf einen Computer, eine andere Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Einheiten geladen werden, um eine Folge auf dem Computer, einer anderen programmierbaren Vorrichtung oder anderen Einheiten auszuführender Arbeitsschritte derart zu veranlassen, dass die auf dem Computer oder einer anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführten Anweisungen Prozesse zum Umsetzen der in dem Block oder den Blöcke der Ablaufpläne und/oder Blockschaltbilder angegebenen Funktionen/Aktionen bereitstellen.
1 zeigt ein beispielhaftes Computersystem/Server 12, das zum Umsetzen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendbar ist. Das Computersystem/Server 12 dient nur zur Veranschaulichung und ist keinesfalls als Einschränkung des Nutzungsumfangs oder der Funktionalität der hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung zu verstehen.
Das in 1 gezeigte Computersystem/Server 12 ist in der Form einer Universal-Datenverarbeitungseinheit dargestellt. Als Komponenten des Computersystems/Server 12 kommen infrage, ohne darauf beschränkt zu sein, ein oder mehrere Prozessoren oder Verarbeitungseinheiten 16, ein Systemspeicher 28 sowie ein Bus 18, der verschiedene Systemkomponenten miteinander verbindet, darunter den Systemspeicher 28 mit dem Prozessor 16.
Der Bus 18 stellt einen oder mehrere beliebiger verschiedener Typen von Busstrukturen dar, darunter ein Speicherbus oder eine Speichersteuerung, ein Peripheriebus, ein beschleunigter Grafikanschluss und ein Prozessorbus oder lokaler Bus unter Verwendung einer beliebigen aus einer Vielfalt von Busarchitekturen. Beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, gehören zu solchen Architekturen der ISA- (Industry Standard Architecture) Bus, der EISA- (Enhanced ISA) Bus, der lokale VESA- (Video Electronics Standards Association) Bus und der PCI-(Peripheral Component Interconnect) Bus.
Das Computersystem/Server 12 enthält üblicherweise eine Vielfalt durch das Computersystem lesbarer Medien. Bei solchen Medien kann es sich um beliebige verfügbare Medien handeln, auf die das Computersystem/Server 12 zugreifen kann, darunter sowohl flüchtige als auch nichtflüchtige Medien, austauschbare und nichtaustauschbare Medien.
Der Systemspeicher 28 kann durch das Computersystem lesbare Medien in Form eines Direktzugriffsspeichers (RAM) 30 und/oder eines Cachespeichers 32 enthalten. Das Computersystem/Server 12 kann ferner andere austauschbare/nichtaustauschbare, flüchtige/nichtflüchtige Speichermedien des Computersystems enthalten. Beispielsweise kann das Speichersystem 34 zum Lesen von einem und zum Schreiben auf ein (nicht gezeigtes und üblicherweise als „Festplatte“ bezeichnetes) nichtaustauschbares, nichtflüchtiges magnetisches Medium eingerichtet sein. Nicht gezeigt sind auch ein magnetisches Plattenlaufwerk zum Lesen von einer und zum Schreiben auf eine austauschbare, nichtflüchtige Magnetplatte (z.B. eine „Diskette“) und ein optisches Plattenlaufwerk zum Lesen von einer oder zum Schreiben auf eine austauschbare, nichtflüchtige optische Platte wie beispielsweise eine CD-ROM, eine DVD-ROM oder ein anderes optisches Medium, die bereitgestellt werden können. In solchen Fällen kann jede dieser Einheiten durch eine oder mehrere Datenmedienschnittstellen mit dem Bus 18 verbunden sein. Im Folgenden wird ebenso dargestellt und beschrieben, dass der Speicher 28 mindestens ein Programmprodukt mit einer Reihe von Programmmodulen (z.B. mindestens einem) enthalten kann, die zum Ausführen der Funktionen von Ausführungsformen der Erfindung konfiguriert sind.
In dem Speicher 28 können zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Programm/Dienstprogramm 40 mit einer Reihe (mindestens einem) von Programmmodulen 42, sowie ein Betriebssystem, ein oder mehrere Anwendungsprogramme, andere Programmmodule und Programmdaten gespeichert sein. In jedem einzelnen Betriebssystem, jedem einzelnen oder mehreren Anwendungsprogrammen, jedem der anderen Programmmodule und Programmdaten oder deren Kombinationen kann eine Netzwerkumgebung implementiert sein. Die Programmmodule 42 führen durchweg die Funktionen und/oder Verfahrensschritte der hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung aus.
Das Computersystem/Server 12 kann auch Daten mit einer oder mehreren externen Einheiten 14 wie beispielsweise einer Tastatur, einer Zeigeeinheit, einem Bildschirm 24 usw.; einer oder mehreren Einheiten, die einen Benutzer zum Einwirken auf das Computersystem/Server 12 befähigen; und/oder beliebigen Einheiten (z.B. einer Netzwerkkarte, einem Modem usw.) austauschen, die das Computersystem/Server 12 befähigen, Daten mit einer oder mehreren anderen Datenverarbeitungseinheiten austauschen. Ein solcher Datenaustausch kann über Eingabe/Ausgabe- (E/A) Schnittstellen erfolgen. Weiterhin kann das Computersystem/Server 12 über einen Netzwerkadapter 20 Daten mit einem oder mehreren Netzwerken wie beispielsweise einem lokalen Netzwerk (LAN), einem allgemeinen Weitverkehrsnetzwerk (WAN) und/oder einem öffentlichen Netzwerk (z.B. dem Internet) austauschen. Gemäß der Darstellung tauscht der Netzwerkadapter 20 über den Bus 18 Daten mit den anderen Komponenten des Computersystems/Servers 12 aus. Obwohl nicht gezeigt, sollte klar sein, dass in Verbindung mit dem Computersystem/Server 12 auch andere Hardware- und/oder Softwarekomponenten verwendet werden können. Beispiele hierfür sind, ohne darauf beschränkt zu sein: Mikrocode, Einheitentreiber, redundante Verarbeitungseinheiten, externe Plattenlaufwerksysteme, RAID-Systeme, Bandlaufwerke, Speichersysteme zur Datenarchivierung usw.
2 zeigt ein Blockschaubild einer Vorrichtung 200 zum Bewerten eines Zustands des Akkus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Vorrichtung 200 zum Bewerten eines Zustands des Akkus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Moduserkennungseinheit 201 zum Erkennen eines Nutzungsmodus des Akkus während eines Zeitraums und dessen entsprechender Verlustkurve anhand aufgezeichneter Daten über die Akkunutzung, die gespeicherten Nutzungsmodi des Akkus und die den verschiedenen Nutzungsmodi entsprechenden Verlustkurven, wobei die Kurve f des Verschlechterungsgrades eine Änderung einer höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung darstellt; und eine Zustandsbewertungseinheit 202 zum Berechnen des Verschlechterungsgrades des Akkus anhand der aufgezeichneten Daten, des erkannten Nutzungsmodus und dessen entsprechender Verlustkurve, wobei der Verschlechterungsgrad einen Betrag darstellt, um den die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung abnimmt.
Außer in Elektrofahrzeugen kann die Vorrichtung zum Bewerten eines Zustands des Akkus in anderen Vorrichtungen, die einen Akku verwenden, angebracht oder mit diesen verbunden werden.
Die Nutzungsmodi des Akkus und die den Nutzungsmodi entsprechenden Verlustkurven können in verschiedenen Speichermedien gespeichert werden. Zum Beispiel können sie in einer Modustabelle {M} oder anderen Datenbanken gespeichert werden. Die Nutzungsmodi weisen einen Lademodus, einen Leerlaufmodus und einen Entlademodus auf.
Der Grad der Verschlechterung des Akkus lässt sich durch die Verringerung der höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung darstellen, wobei sich die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Allgemeinen auf eine Entladekapazität des Akkus bezieht, der im Fall einer vollen Ladung gemäß einem bestimmten Entlademodus bis zu einer Standardabschaltspannung U_t entladen wird. Die Standardabschaltspannung Ut stellt einen festen Wert dar, der vom Elektrodenmaterial eines Lithiumionen-Akkus abhängt, und beträgt im Allgemeinen 2,75 V. Ein voll geladener Akku kann zum Beispiel vorliegen, wenn der Akku bis zu einer normalen Grenzspannung geladen wird, die für einen Lithiumionen-Akku üblicherweise 4,2 V beträgt.
Die Ausführungsform wird im Folgenden am Beispiel eines Lithiumionen-Akkus beschrieben.
Daten über die Akkunutzung können in Echtzeit aufgezeichnet werden, dazu gehören: Startzeitpunkt und Endzeitpunkt der Akkunutzung, Anfangsspannung und Endspannung der Akkunutzung, Ladestrom, Ladezustand, Temperatur, Entladestrom, Leerlaufzeit und Entladungstiefe, welche die Ladungsmenge des Akkus vor dem Leerlauf darstellt. Beim Laden stellen der Startzeitpunkt und Endzeitpunkt des Ladens den Startzeitpunkt und Endzeitpunkt der Akkunutzung dar. Beim Entladen stellen der Startzeitpunkt und der Endzeitpunkt des Entladens den Startzeitpunkt und Endzeitpunkt der Akkunutzung dar. Allgemein gibt es drei Arten von Ladezuständen, Ladezustand I, Ladezustand II und Ladezustand III, und die Spannungs- und Stromvorgaben im Einzelnen unterscheiden sich von Land zu Land.
Zum Beispiel können Modustabellen {M_c}, {M_d} und {M_i} für den Lademodus, den Entlademodus beziehungsweise den Leerlaufmodus anhand von experimentellen Daten eines bestimmten Typs von Lithiumakku (positive Elektrode, negative Elektrode, Elektrolytmaterial) erstellt werden. Die Lademodustabelle {M_c}, die Entlademodustabelle {M_d} und die Leerlaufmodustabelle {M_i} können sämtlich als Modustabelle {M} bezeichnet werden.
Es wird davon ausgegangen, dass der Lademodus durch die Ladeleistungsstufe L, die Ladekapazität δe, die Temperatur T und die Endspannung U bestimmt werden kann. Verlustkurven des Akkus in Modi mit unterschiedlichen Werten von Ladeleistungsstufe L-Endspannung U-Ladekapazität δe-Temperatur T können gemäß folgendem Beispiel ermittelt werden.
Beispielsweise sei davon ausgegangen, dass die Ladekapazität des fabrikneuen Akkus gleich c₀ ist. Ein unbenutzter fabrikneuer Akku soll gemäß einem Standardentlademodus 1C entladen werden, und eine Entladekapazität E₀, gemäß welcher der Akku von einer bestimmten Spannung bis zu einer Standardabschaltspannung entladen wird, soll aufgezeichnet werden, wobei C ein Verhältnis der Ströme während des Ladens und Entladens darstellt. Das vollständige einstündige Entladen der Ladekapazität des Akkus wird als Standardentlademodus 1C bezeichnet. Der Akku wird bei einer Temperatur unter Verwendung einer Ladeeinheit mit einer bestimmten Ladeleistungsstufe von der Standardabschaltspannung bis zu der oben genannten bestimmten Spannung (d.h. bis zur Ladeschlussspannung) geladen, eine Ladekapazität wird aufgezeichnet, und dann wird der Akku gemäß dem Standardentlademodus 1C bis zur Standardabschaltspannung entladen und eine Entladekapazität aufgezeichnet. Ein einmaliges Laden und Entladen des Akkus wird als ein Zyklus bezeichnet. Wird der obige Prozess eine bestimmte Anzahl von Zyklen wiederholt und die entsprechende Datenverarbeitung durchgeführt, wird der Zustand des Akkus nach einer Anzahl von Zyklen erhalten. Die Ladekapazität und die Entladekapazität können jeweils durch Berechnen des Integrals des Ladestroms beziehungsweise des Entladestroms über die Zeit erhalten werden.
Für eine bestimmte Ladeschlussspannung sei angenommen, dass im ersten Zyklus die Entladekapazität des Akkus, der von der Ladeschlussspannung bis zu der Standardabschaltspannung entladen wird, gleich E₁ ist, sodass nach dem ersten Zyklus die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus gleich $c_{1} = c_{0} \cdot \frac{E_{1}}{E_{0}}$
ist. Desgleichen ist die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus nach dem zweiten Zyklus gleich $c_{2} = c_{1} \cdot \frac{E_{2}}{E_{1}} .$
Und so weiter, bis nach n+1 (n ist eine positive ganze Zahl) Zyklen die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Lademodus gleich $c_{n + 1} = c_{n} \cdot \frac{E_{n + 1}}{E_{n}}$
ist. In einem praktischen Fall sei n beispielsweise gleich 500, sodass eine Kurve f für die Beziehung zwischen der höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus (vertikale Achse) und der Anzahl von Zyklen (horizontale Achse) im Lademodus erhalten werden kann.
Durch Berechnen eines Mittelwertes der für die Anzahl von Zyklen aufgezeichneten Ladekapazitäten kann eine zum Entladen des Akkus von der Standardabschaltspannung bis zur Endspannung erforderliche Ladekapazität erhalten werden. Hierbei ist zu beachten, dass selbst bei ein und derselben Ladeleistungsstufe, derselben Endspannung und Temperatur eine veränderte Ladekapazität einem anderen Lademodus entspricht. Zum Beispiel wird der Akku bei einer Temperatur von 25 °C unter Verwendung der Ladeleistungsstufe I von der Standardabschaltspannung bis zur Spannung von 4,35 V geladen. Wenn der Ladevorgang während einer Phase linearen zeitlichen Spannungsanstiegs angehalten wird, beträgt die aufgenommene Ladekapazität zum Beispiel 3,20 Amperestunden (Ah); wenn der Akku nach dem Erreichen der Spannung von 4,35 V eine Zeitlang mit einer konstanten Spannung geladen wird, übersteigt die aufgenommene Ladekapazität den Wert von 3,20 Ah, z.B. 3,30 Ah. Die beiden obigen Fälle werden als entsprechende unterschiedliche Lademodi angesehen.
Beispielsweise werden bei einer Ladeleistungsstufe I, einer Temperatur von 25 °C und unterschiedlichen Spannungen von 4,35 V, 4,30 V, 4,25 V, 4,20 V... die in 3 gezeigten Verlustkurven erhalten.
Aus 3 ist zu ersehen, dass im Fall der Ladeschlussspannung von 4,35 V die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus mit steigender Anzahl von Zyklen rasch abnimmt und nach weniger als 200 Zyklen auf fast null sinkt; im Fall der Ladeschlussspannung von 4,20 V verringert sich die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus nur um ungefähr 20 %, selbst wenn die Anzahl der Zyklen mehr als 400 beträgt. Angenommen, der Verschlechterungsgrad s des Akkus sei beispielsweise als Änderungsrate der höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Anzahl von Zyklen definiert, so wird deutlich, dass der Verschlechterungsgrad s des Akkus bei Erhöhung der Ladeschlussspannung von 4,20 V bis auf 4,35 V kontinuierlich zunimmt.

Durch Auswählen verschiedener Parameter für den obigen Prozess kann die Modustabelle {M_c} in verschiedenen Lademodi wie zum Beispiel in Tabelle 1 gezeigt erhalten werden. Tabelle 1: Lademodustabelle

Ladeleistung	Endspannung	Ladekapazität	Temperatur	Kurve
Stufe I	4,35 V	3,20 Ah	25 °C	C=f₁(n)
Stufe I	4,30 V	3,12 Ah	25 °C	C=f₂(n)
Stufe I	4,25 V	3,05 Ah	25 °C	C=f₃(n)
Stufe I	4,20 V	3,00 Ah	25 °C	C=f₄(n)
...	...	...	...	...

Natürlich können bei Bedarf für die Abstufung der Parameter andere Werte gewählt werden, wobei eine feinere Abstufung theoretisch genauere Ergebnisse liefert. Zieht man jedoch die Anzahl der Proben in Betracht, so kann eine gröbere Abstufung so lange gewählt werden, wie sich unterschiedliche Modi deutlich voneinander unterscheiden lassen. Zum Beispiel kann eine Abstufung der Endspannung in Schritten von 0,1 V oder ähnlich gewählt werden, solange sich unterschiedliche Modi deutlich voneinander unterscheiden lassen.
Im Folgenden wird in Verbindung mit den 4 und 5 sowie Tabelle 2 eine Entlademodustabelle gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Unter der Annahme, dass der Entlademodus durch den Entladestrom I_d, die Temperatur T und die Anfangsentladespannung Ua ermittelt werden kann, können die Modi des Verschlechterungsgrades in Modi mit verschiedenen Kombinationen von Entladestrom-Anfangsentladespannung-Temperatur gemäß folgendem Beispiel erhalten werden. Der Entladestrom kann eine Vielzahl von Eigenschaften enthalten, z.B. Stromart (Gleichstrom, Wechselstrom oder Impulsstrom), Entladegeschwindigkeit, Entladehäufigkeit.
Zum Beispiel wird der Akku mittels des Standardlademodus 1C bis zu seiner Ladegrenzspannung geladen, mit einer bestimmten Stromart und einem Stromwert bis zur Standardabschaltspannung entladen und eine Endladekapazität aufgezeichnet, wenn die Spannung auf jede Spannungsstufe gesunken ist. Das Laden des Akkus mit einem Konstantstrom, wie er beim Standardentlademodus 1C verwendet wird, wird als Standardlademodus 1C bezeichnet. Dann wird der Akku gemäß dem Standardlademodus 1C von der Standardabschaltspannung bis zur Ladegrenzspannung geladen und der oben erwähnte Entladeprozess wiederholt, der einen Zyklus der Akkunutzung darstellt. Nachdem der oben erwähnte Zyklus mehrmals wiederholt wurde und die Daten entsprechend verarbeitet worden sind, kann der Zustand des Akkus nach der Anzahl von Zyklen erhalten werden. Im vorliegenden Fall kann als Ladegrenzspannung eine Spannung gewählt werden, die geringfügig höher als die Standardgrenzspannung von 4,2 V ist, z.B. 4,35 V, um verschiedene Situationen bei der tatsächlichen Nutzung in Betracht zu ziehen und mehr Datenpunkte aufzuzeichnen. Wenn die Spannung auf jede einzelne Spannungsstufe gesenkt wird, kann die Entladekapazität durch Berechnen eines Integrals des Entladestroms über die Zeit erhalten werden. Jede Spannungsstufe kann als Anfangsspannung für das Entladen genommen werden, und dann können die Entladekapazitäten für das Entladen von verschiedenen Anfangsspannungen bis zur Standardabschaltspannung durch einfache Berechnungen erhalten werden.
Für eine Anfangsladespannung sei angenommen, dass die Entladekapazität eines fabrikneuen Akkus, der von der Anfangsladespannung bis zur Standardabschaltspannung entladen wird, gleich E₀ ist und im ersten Zyklus die Entladekapazität des Akkus, der von der Anfangsladespannung bis zur Standardabschaltspannung entladen wird, gleich E₁ ist, sodass nach dem ersten Zyklus die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus gleich $c_{1} = c_{0} \cdot \frac{E_{1}}{E_{0}}$
ist. Desgleichen ist nach dem zweiten Zyklus die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus gleich $c_{2} = c_{1} \cdot \frac{E_{2}}{E_{1}} .$
Und so weiter, bis nach n+1 (n ist eine positive ganze Zahl) Zyklen die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Entlademodus gleich $c_{n + 1} = c_{n} \cdot \frac{E_{n + 1}}{E_{n}}$
ist. In der Praxis sei zum Beispiel n gleich 300, sodass eine Kurve f für die Beziehung zwischen der höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus (vertikale Achse) und der Anzahl der Zyklen (horizontale Achse) im Entlademodus erhalten werden kann.
4 zeigt Verlustkurven im Entlademodus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in denen eine Änderung der höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus in Abhängigkeit von der Anzahl von Zyklen für verschiedene Arten von Ladeströmen zu sehen ist. Aus 4 ist zu erkennbar, dass die Auswirkung auf die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus am geringsten ist, wenn als Entladestrom ein Gleichstrom verwendet wird, das heißt, selbst nach 900 Zyklen nimmt die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus nur um ungefähr 20 % ab; bei Verwendung eines gepulsten Stroms als Entladestrom hingegen ist die Auswirkung auf die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus am stärksten, das heißt, nach 900 Zyklen wie oben nimmt die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus um ungefähr 70 % ab. Offensichtlich wird der Akku bei gepulster Entladung wesentlich stärker geschädigt als bei Gleichstromentladung.
5 zeigt Verlustkurven im Entlademodus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in denen eine Änderung der höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus in Abhängigkeit von der Anzahl der Zyklen dargestellt ist. Aus 5 ist zu erkennen, dass für den Fall, dass es sich bei dem Entladestrom um Gleichstrom handelt, die Auswirkung auf die höchstmögliche Ladekapazität, das heißt, auf den Verschlechterungsgrad des Akkus nach 300 Zyklen umso stärker ist, je höher der Entladestrom ist.

Durch Auswählen verschiedener Parameter für den oben erwähnten Prozess kann eine Modustabelle {M_d} für verschiedene Entlademodi erhalten werden, die zum Beispiel in Tabelle 2 dargestellt sind. Tabelle 2: Tabelle der Entladungsmodi

Stromart	Entladegeschwindigkeit	Stromfrequenz	Anfangsspannung	Temperatur	Kurve
Gleichstrom	1C	--	4,35 V	20 °C	C=f₁(n)
gepulst	0,1 C/1C	100 Hz	4,35 V	20 °C	C=f₂(n)
Gleichstrom	1C	--	4,30 V	20 °C	C=f₃(n)
gepulst	0,1 C/1C	100 Hz	4,30 V	20 °C	C=f₄(n)
...		...	...	...	...

Es sei angenommen, dass der Leerlaufmodus durch die Temperatur T, die Entladungstiefe d und die Leerlaufzeit H ermittelt werden kann. Kurven für die Auswirkung auf die höchstmögliche Ladekapazität, das heißt, auf den Verschlechterungsgrad des Akkus in verschiedenen Leerlaufmodi über mehrere Tage (z.B. 10 Tage), können gemäß dem folgenden Beispiel erhalten werden.
Zum Beispiel sei angenommen, dass der Akku nach dem Entladen gemäß dem Standardentladungsmodus 1C von der Standardgrenzspannung bis zu einer bestimmten Entladungstiefe während eines Zeitraums bei einer Umgebungstemperatur stillgelegt war und dann wiederum gemäß dem Standardentlademodus 1C bis zur Entladeabschaltspannung entladen wird, worauf eine Entladekapazität (ein Integral des Stroms über die Zeit) aufgezeichnet wird. Dann soll der Akku von der Standardabschaltspannung gemäß dem Standardlademodus 1C bis zur Standardgrenzspannung geladen und der oben erwähnte Entlade- und Leerlaufprozess wiederholt werden, der einen Zyklus der Akkunutzung darstellt. Der oben erwähnte Prozess soll eine Anzahl von Zyklen wiederholt und die entsprechenden Daten verarbeitet werden, woraus der Zustand des Akkus nach der Anzahl von Zyklen erhalten wird. Die Entladekapazität kann durch Berechnen des Integrals des Entladestroms über die Zeit erhalten werden.
Für eine bestimmte Entladungstiefe sei angenommen, dass die Entladekapazität eines fabrikneuen Akkus, der von der Anfangsladespannung bis zu der Standardabschaltspannung entladen wird, gleich E₀ ist und im ersten Zyklus die aufgezeichnete Entladekapazität des Akkus, der nach dem Leerlaufmodus während des Zeitraums von der Anfangsladespannung bis zur Standardabschaltspannung entladen wird, gleich E₁ ist, wobei nach dem ersten Zyklus die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus gleich $c_{1} = c_{0} \cdot \frac{E_{1}}{E_{0}}$
ist. Desgleichen ist die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus nach dem zweiten Zyklus gleich $c_{2} = c_{1} \cdot \frac{E_{2}}{E_{1}}$
Und so weiter, bis nach n+1 (n ist eine positive ganze Zahl) Zyklen die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Leerlaufmodus gleich $c_{n + 1} = c_{n} \cdot \frac{E_{n + 1}}{E_{n}}$
ist. In der Praxis sei zum Beispiel n gleich 30, sodass eine Kurve f für die Beziehung zwischen der höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus (vertikale Achse) und der Anzahl der Zyklen (horizontale Achse) im Leerlaufmodus erhalten werden kann.
6 zeigt Verlustkurven im Leerlaufmodus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in denen eine Änderung der höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus in Abhängigkeit von der Anzahl von Zyklen für verschiedene Entladungstiefen zu sehen ist, bevor sich der Akku im Leerlaufmodus befindet. Aus 6 ist erkennbar, dass die Auswirkung auf die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus bei einer Entladetiefe von 40 % am geringsten ist und die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus selbst nach 400 Zyklen nur um ungefähr 11 % sinkt; bei einer Entladungstiefe von 10 % und 70 % hingegen nimmt die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus, wiederum nach 400 Zyklen, um ungefähr 33 % beziehungsweise 22 % ab. Mit anderen Worten, wenn der Akku in den Leerlaufmodus versetzt werden soll, kann eine geeignete Entladungstiefe gewählt werden, um eine Verschlechterung des Akkus so weit wie möglich zu verringern.
Durch Wählen verschiedener Parameter für den oben erwähnten Prozess kann die Modustabelle {M_i} für verschiedene Leerlaufmodi erhalten werden, die zum Beispiel in Tabelle 3 dargestellt sind. Tabelle 3: Tabelle der Leerlaufmodi

Temperatur Entladungstiefe Kurve

25 °C 80% C=f₁(n)

25 °C 75% C=f₂(n)

25 °C 70% C=f₃(n)

25 °C 65% C=f₄(n)

... ... ...
Unter Bezugnahme auf die gespeicherten Nutzungsmodi des Akkus und den Nutzungsmodi entsprechenden Verlustkurven, zum Beispiel unter Bezugnahme auf die oben erhaltene Modustabelle {M}, erkennt die Moduserkennungseinheit 201 anhand der aufgezeichneten Daten über die Akkunutzung, ob es sich bei einem Nutzungsmodus des Akkus während eines Zeitraums um einen Lademodus, einen Entlademodus oder einen Leerlaufmodus handelt und ermittelt in einem Schritt S1 von 7 in der Modustabelle {M} eine dem Nutzungsmodus entsprechende Verlustkurve.
Dann berechnet die Zustandsbewertungseinheit 202 den Verschlechterungsgrad des Akkus anhand der aufgezeichneten Daten, des erkannten Nutzungsmodus und seiner entsprechenden Verlustkurve, wobei der Verschlechterungsgrad einen Betrag darstellt, um den die höchstmögliche Ladekapazität im Verlauf der Akkunutzung abnimmt.
Wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus zum Beispiel um einen Lademodus handelt, kann die Zustandsbewertungseinheit 202 den in 8 gezeigten Prozess durchführen, um die Akkuschädigung anhand der Ladeleistungsstufe L, der Ladekapazität δe, der Temperatur T, der Anfangsladespannung U_a und der Endladespannung U_b zu berechnen.
Zuerst wird in Schritt S101 die Ladekapazität δe während des Zeitraums anhand des Ladestartzeitpunkts t_a, des Ladeendzeitpunkts t_b und des Ladestroms Ic während des Zeitraums berechnet.
Zweitens werden in Schritt S102 alle Modustabellen nach einem Satz {M_a} aller Lademodi mit passender Ladeleistungsstufe, passender Anfangsladespannung U_a und Temperatur T sowie nach einem Satz {M_b} aller Lademodi mit passende Ladeleistungsstufe L, passender Endladespannung U_b und Temperatur T durchsucht.
Sodann werden in einem Schritt S103 der Satz {M_b} und {M_a} jeweils nach einem Modus m_b beziehungsweise nach einem Modus m_a durchsucht, sodass eine Differenz zwischen der Ladekapazität des Modus m_b und der Ladekapazität des Modus m_a gleich δe ist.
Dann werden in einem Schritt S104 anhand der den Modi m_a und m_b entsprechenden Verlustkurven f_a und f_b die Anstiege s_a und s_b der Verlustkurven f_a beziehungsweise f_b am Punkt c=c_a berechnet, wobei c_a eine höchstmögliche Ladungskapazität des Akkus zum Zeitpunkt t_a und s_a beziehungsweise s_b eine durch das Laden des Akkus von der Standardabschaltspannung bis zur Anfangsladespannung U_a und der Ladeschlussspannung U_b bei dem Ladestrom I_c, und der Temperatur T darstellen.
Abschließend wird in einem Schritt S105 der Verschlechterungsgrad des Akkus s=s_b-s_a während des Zeitraums berechnet, um die höchstmögliche Ladekapazität c_b=c_a+s des Akkus zum Zeitpunkt t_b zu erhalten.
Wenn es sich hingegen bei dem erkannten Nutzungsmodus um einen Entlademodus handelt, kann die Zustandsbewertungseinheit 202 den in 9 gezeigten Prozess durchführen, um den Verschlechterungsgrad des Akku anhand des Ladestroms I_d, der Temperatur T, der Anfangsladespannung U_a und der Endladespannung U_b zu berechnen, wobei der Verschlechterungsgrad einen Betrag darstellt, um den die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung abnimmt.
Zuerst wird in einem Schritt S201 die Modustabelle nach einem Entlademodus m_a mit passendem Entladestrom I_d, passender Anfangsladespannung U_a und Temperatur T und nach einem Entlademodus m_b mit passendem Entladestrom I_d, passender Ladespannung U_b und Temperatur T durchsucht.
Sodann werden in einem Schritt S202 anhand der den Modi m_b und m_a entsprechenden Verlustkurven f_a und f_b die Anstiege s_a und s_b der Verlustkurven f_a beziehungsweise f_b am Punkt c=c_a berechnet, wobei s_a und s_b jeweils die durch das Entladen des Akkus von der Anfangsladespannung U_a und der Endladespannung U_b bis zur Standardabschaltspannung bei dem Entladestrom I_d und der Temperatur T darstellen.
Abschließend wird in einem Schritt S203 der Verschlechterungsgrad des Akkus s=s_b-s_a während des Zeitraums berechnet, um die höchstmögliche Ladekapazität c_b=c_a+s des Akkus zum Zeitpunkt t_b zu erhalten.
Handelt es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus jedoch um den Leerlaufmodus, kann die Zustandsbewertungseinheit 202 den in 10 gezeigten Prozess durchführen, um die Akkuschädigung anhand der Entladungstiefe d und der Temperatur T zu berechnen, wobei die Schädigung einen Betrag darstellt, um den die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung abnimmt.
Zuerst wird in einem Schritt S301 die Modustabelle nach einem Entlademodus m mit passender Entladetiefe d und Temperatur T durchsucht.
Sodann wird in einem Schritt S302 anhand einer dem Modus m entsprechenden Verlustkurve f ein Anstieg s der Verlustkurve f an einem Punkt c=c_a berechnet, wobei s die Akkuabnutzung während des Zeitraums darstellt.
Abschließend wird in einem Schritt S303 die höchstmögliche Ladekapazität $c_{b} = c_{a} + s \cdot \frac{H}{H_{0}}$
des Akkus zum Zeitpunkt t_b berechnet, wobei H₀ gleich der zum Herstellen des Modus m verwendeten Leerlaufzeit und H gleich der dem Zeitraum entsprechenden Leerlaufzeit ist.
Oben sind beispielhafte Ausführungsform zum Bewerten eines Zustandes des Akkus während eines Zeitraums beschrieben worden. Offensichtlich kann zum Bewerten eines Zustandes des Akkus während eines langen Zeitraums dieser lange Zeitraum anhand des Nutzungsmodus des Akkus in eine Mehrzahl von Zeitsegmenten eingeteilt und die Bewertung der Reihe nach auf die oben beschriebene Weise vorgenommen werden. Zum Beispiel kann die Akkunutzung gemäß einer Änderung eines Ladungszustands des Akkus im Verlauf der Zeit in eine Mehrzahl von Nutzungsmodi eingeteilt werden, die der Mehrzahl von Zeitsegmenten entsprechen. 11 zeigt verschiedene Nutzungsmodi wie beispielsweise in der Reihenfolge Entladen, Leerlauf, Entladen, Leerlauf, Laden, Entladen, Laden. Es zeigt sich, dass jedes einzelne Zeitsegment einem anderen Nutzungsmodus entspricht. Selbst beim Entlademodus gibt es einen Unterschied zwischen dem Zeitsegment t2-t3 und dem Zeitsegment t5-t6, sodass es zu einer unterschiedlichen Akkuschädigung kommt. Durch Bewerten der Zustände des Akkus nacheinander können die Verschlechterung des Akkuzustands während eines langen Zeitraums und die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus nach dem langen Zeitraum erhalten werden.
Die Zustandsbewertungseinheit 202 kann auch eine Wertminderungsrate für eine einmalige Akkunutzung $D_{r} = \frac{C_{a} - C_{b}}{C_{o} - C_{e}}$
anhand der oben erhaltenen höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus berechnen, wobei c_e gleich der Restkapazität des Akkus ist. Dementsprechend kann anhand der Wertminderungsrate ein Wertminderungsbetrag des Akkus ermittelt werden, um seinen Restwert unter Betriebsbedingungen realistisch einzuschätzen. Zum Beispiel können die Wertminderungskosten B_D des Akkus als Produkt des Akkupreises P und der Wertminderungsrate D_r definiert werden. Der Akkubetreiber kann dem Benutzer die realistischen Wertminderungskosten des Akkus in Verbindung mit einem Kostenbeitrag für die Lade/Entlade-Kapazität des Akkus und weiteren Betriebskosten in Rechnung stellen. Zum Beispiel wird gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ein in 12 gezeigtes Abrechnungssystem 2 bereitgestellt. Das Abrechnungssystem 2 weist die in 2 gezeigte Vorrichtung 200 zum Bewerten des Zustands eines Akkus auf. Das Abrechnungssystem 2 kann für das Elektrofahrzeug, das in der Ladestation geladen wird, unter Verwendung des durch die Vorrichtung 200 zum Bewerten des Zustandes eines Akkus bewerteten Zustands des Akkus eine Rechnung erstellen, wodurch die Diskrepanzen beseitigt werden, die sich daraus ergeben, dass in der jeweiligen Ladestation abgerechnet wird, ohne den Zustand des Akkus zu berücksichtigen.
Darüber hinaus werden nicht nur die Modustabellen des Akkus anhand der experimentellen Daten erstellt, sondern es kann auch der jeweilige Wirkungsgrad der Lade/Entlade-Vorgänge in verschiedenen Nutzungsmodi aufgezeichnet werden, um eine Effizienztabelle zu erstellen, in welcher der Lademodus, der Leerlaufmodus und der Entlademodus des Akkus und die den Nutzungsmodi entsprechenden Wirkungsgrade gespeichert sind. Der Ladewirkungsgrad, der Entladewirkungsgrad und die Selbstentladewirkungsgrad können wie folgt definiert werden: Ladewirkungsgrad = (Entladestrom x Zeitdauer zum Entladen bis zur Abschaltspannung)/(Ladestrom x Ladedauer); Entladewirkungsgrad = durch Entladen bis zur Abschaltspannung tatsächlich entnommene Ladungsmenge/Nennkapazität; Selbstentladewirkungsgrad = durch Leerlauf verringerte Ladungsmenge des Akkus/Gesamtladungsmenge des Akkus vor dem Leerlauf.
Die Zustandsbewertungseinheit 202 kann die Restladung des Akkus anhand der Effizienztabelle berechnen. Die Restladung des Akkus kann ausgehend von der Ladungsmenge e₀ des fabrikneuen Akkus durch Ansammeln eines Änderungswertes der Restladung erhalten werden, der durch die Akkunutzung bedingt ist.
Wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus zum Beispiel um den Lademodus handelt, kann die Zustandsbewertungseinheit 202 die Restladung wie folgt berechnen: Berechnen der Ladekapazität δe während des Zeitraums anhand des Startzeitpunkts t_a, des Endzeitpunkts t_b und des Ladestroms I_c, während des Zeitraums; Durchsuchen der Effizienztabelle nach dem Lademodus und dessen entsprechendem Ladewirkungsgrad α anhand der während des Zeitraums aufgezeichneten Daten über den Akku; und Berechnen der Restladung $e_{b} = e_{a} + α \cdot \frac{C_{a}}{C_{0}} \cdot δ e,$
wobei c₀ gleich der Kapazität des fabrikneuen Akkus und e_a gleich der Restladung des Akkus zum Zeitpunkt t_a ist.
Wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus jedoch um den Entlademodus handelt, kann die Zustandsbewertungseinheit 202 die Restladung wie folgt berechnen: Berechnen der Entladekapazität δe während des Zeitraums anhand des Startzeitpunkts t_a, des Endzeitpunkts t_b und des Entladestroms I_d während des Zeitraums; Durchsuchen der Effizienztabelle nach dem Entlademodus und dessen entsprechendem Entladewirkungsgrad β anhand der während des Zeitraums aufgezeichneten Daten über die Akkunutzung; und Berechnen der Restladung $e_{b} = e_{a} - β \cdot \frac{C_{a}}{C_{0}} \cdot δ e$
Wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus jedoch um den Leerlaufmodus handelt, kann die Zustandsbewertungseinheit 202 die Restladung wie folgt berechnen: Durchsuchen der Effizienztabelle nach dem Leerlaufmodus und dessen entsprechendem Selbstentladewirkungsgrad y anhand der während des Zeitraums aufgezeichneten Daten über die Akkunutzung; und Berechnen der Restladung $e_{b} = e_{a} (1 - γ \cdot \frac{C_{a}}{C_{0}} \cdot \frac{H}{H_{γ}}),$
wobei H_γ gleich der dem Selbstentladewirkungsgrad y entsprechenden Leerlaufdauer während der Erstellung der Effizienztabelle und H gleich der dem Zeitraum entsprechenden Leerlaufdauer ist.
Außerdem können einem Fahrzeugführer anhand der ermittelten Restladung des Akkus die folgenden Dienstleistungen bereitgestellt werden; Anzeigen einer Zeitdauer, bis zu welcher der Akku unter den aktuellen Fahrbedingungen weiterhin Strom liefern kann, Anzeigen einer weiteren Fahrstrecke unter den aktuellen Fahrbedingungen usw.
Insbesondere können zum Beispiel anhand des aktuellen Entlademodus des Akkus eine mittlere Entladegeschwindigkeit und ein Entladewirkungsgrad pro Zeiteinheit und dann eine Stromlieferdauer = Entladewirkungsgrad x Restladung / mittlere Entladegeschwindigkeit berechnet werden. In Verbindung mit der Zeitspanne, während welcher der Akku noch Strom liefern kann, und der Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs kann eine weitere Fahrstrecke erhalten werden.
Der Ablaufplan und die Blockschaubilder in den Figuren veranschaulichten die Architektur, die Funktionalität und die Arbeitsweise möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Diesbezüglich kann jeder Block in dem Ablaufplan oder den Blockschaubildern ein Modul, ein Segment oder einen Codeabschnitt darstellen, der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Umsetzen der angegebenen logischen Funktion(en) aufweist. Dabei ist auch zu beachten, dass die in dem Block angegebenen Funktionen bei bestimmten alternativen Implementierungen in einer von den Figuren abweichenden Reihenfolge vorkommen können. Zum Beispiel können zwei nacheinander gezeigte Blöcke je nach vorgesehener Funktionalität in Wirklichkeit im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können mitunter in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden. Zu beachten ist auch, dass jeder Block der dargestellten Blockschaubilder und/oder des Ablaufplans und Kombinationen von Blöcken in den Blockschaubildern und/oder dem Ablaufplan durch spezielle Hardwaresysteme, die die angegebenen Funktionen oder Aktionen ausführen, oder durch Kombinationen von spezieller Hardware und Computeranweisungen umgesetzt werden kann.
Die Beschreibungen der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind zur Veranschaulichung dargelegt worden, erheben jedoch nicht den Anspruch auf Vollständigkeit oder Beschränkung auf die offenbarten Ausführungsformen. Dem Fachmann sind viele Änderungen und Varianten offensichtlich, ohne vom Schutzumfang und Wesensgehalt der beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen. Die hierin verwendeten Begriffe wurden gewählt, um die Grundgedanken der Ausführungsformen, die praktische Anwendung oder technische Verbesserung gegenüber handelsüblichen Technologien bestmöglich zu erläutern oder anderen Fachleuten das Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen zu ermöglichen.

Claims

Verfahren zum Bewerten eines Zustandes eines Akkus, wobei das Verfahren aufweist: Erkennen eines Nutzungsmodus des Akkus während eines Zeitraums und einer dem Nutzungsmodus entsprechenden Verlustkurve anhand aufgezeichneter Daten über die Akkunutzung während des Zeitraums, gespeicherter Nutzungsmodi des Akkus und den gespeicherten Nutzungsmodi entsprechender Verlustkurven, wobei die aufgezeichneten Daten einen Startzeitpunkt t_a der Akkunutzung während des Zeitraums aufweisen, wobei die Verlustkurve eine Änderung einer höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung darstellt; und Berechnen eines Verschlechterungsgrades des Akkus anhand der aufgezeichneten Daten, des erkannten Nutzungsmodus und dessen entsprechender Verlustkurve, wobei der Verschlechterungsgrad einen Betrag darstellt, um den die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung abnimmt, wobei die Berechnung eine Berechnung eines Anstiegs der erkannten Verlustkurve an einem Punkt c = c_a aufweist, wobei c_a die höchstmögliche Ladungskapazität des Akkus zum Zeitpunkt t_a darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Daten über die Akkunutzung aufweisen: Startzeitpunkt und Endzeitpunkt der Akkunutzung, Anfangsspannung und Endspannung der Akkunutzung, Ladestrom, Ladeleistung, Temperatur, Entladestrom, Leerlaufdauer und Entladetiefe, welche die Ladungsmenge des Akkus vor dem Leerlauf darstellt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Lademodus handelt, der Verschlechterungsgrad des Akkus wie folgt anhand der Ladeleistungsstufe L, der Ladekapazität δe, der Temperatur T, der Anfangsladespannung U_a und der Endladespannung U_b berechnet wird: Berechnen der Ladekapazität δe während des Zeitraums anhand des Startzeitpunkts t_a des Ladevorgangs, des Endzeitpunkts t_b des Ladevorgangs und des Ladestroms I_c, während des Zeitraums; Durchsuchen der gespeicherten Lademodi des Akkus und der den Lademodi entsprechenden Verlustkurven für einen Satz {M_a} aller Lademodi mit passender Ladeleistungsstufe L, passender Ladespannung U_a und Temperatur T und für einen Satz {M_b} aller Lademodi mit passender Ladeleistungsstufe, passender Endladespannung U_b und Temperatur T; Durchsuchen des Satzes {M_b} und des Satzes {M_a} nach einem Modus m_b beziehungsweise einem Modus m_a, sodass eine Differenz zwischen der Ladekapazität des Modus m_b und der Ladekapazität des Modus m_a gleich δe ist; Berechnen der Anstiege s_a und s_b der Verlustkurven f_a beziehungsweise f_b an einem Punkt c=c_a anhand der den Modi m_a und m_b entsprechenden Verlustkurven f_a beziehungsweise f_b, wobei c_a eine höchstmögliche Ladekapazität des Akkus zum Zeitpunkt t_a und s_a beziehungsweise s_b den Verschlechterungsgrad darstellen, der durch das Laden des Akkus von der Standardabschaltspannung bis zur Anfangsladespannung U_a und zur Ladeschlussspannung U_b beim Ladestrom I_c, und bei der Temperatur T verursacht wird; und Berechnen des Verschlechterungsgrades des Akkus s=s_b-s_a während des Zeitraums und Erhalten der höchstmöglichen Ladekapazität c_b=c_a+s des Akkus zum Zeitpunkt t_b.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Entlademodus handelt, der Verschlechterungsgrad des Akkus wie folgt anhand des Entladestroms I_d, der Temperatur T, der Anfangsentladespannung U_a und der Endentladespannung U_b berechnet wird: Durchsuchen der gespeicherten Entlademodi des Akkus und der den Entlademodi entsprechenden Verlustkurven nach einem Entlademodus m_a mit passendem Entladestrom I_d, passender Anfangsentladespannung U_a und Temperatur T und einem Entlademodus m_b mit passendem Entladestrom I_d, passender Endentladespannung U_b und Temperatur T; Berechnen der Anstiege s_a und s_b der Verlustkurven f_a beziehungsweise f_b an einem Punkt c=c_a anhand der den Modi m_a und m_b entsprechenden Verlustkurven f_a beziehungsweise f_b, wobei c_a eine höchstmögliche Ladekapazität des Akkus zum Zeitpunkt t_a und s_a beziehungsweise s_b eine Verschlechterung darstellen, die durch Entladen des Akkus von der Anfangsentladespannung U_a und der Endentladespannung U_b bis zu der Standardabschaltspannung beim Entladestrom I_d und bei der Temperatur T verursacht wird; und Berechnen des Verschlechterungsgrades des Akkus s=s_b-s_a während des Zeitraums und Erhalten der höchstmöglichen Ladekapazität c_b=c_a+s des Akkus zum Zeitpunkt t_b.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Leerlaufmodus handelt, der Verschlechterungsgrad des Akkus wie folgt anhand der Entladungstiefe d und der Temperatur T berechnet wird: Durchsuchen der gespeicherten Leerlaufmodi des Akkus und der den Leerlaufmodi entsprechenden Verlustkurven nach einem Entlademodus m mit der passenden Entladungstiefe d und Temperatur T; Berechnen eines Anstiegs s der Verlustkurve f an einem Punkt c=c_a anhand einer dem Modus m entsprechende Verlustkurve f, wobei c_a eine höchstmögliche Ladekapazität des Akkus zum Zeitpunkt t_a und s den Verschlechterungsgrad des Akkus während des Zeitraums darstellt; und Berechnen der höchstmöglichen Ladekapazität $c_{b} = c_{a} + s \cdot \frac{H}{H_{0}}$
des Akkus zum Zeitpunkt t_b, wobei H₀ gleich der zum Herstellen des Modus m verwendeten Leerlaufdauer entspricht.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Bewerten des Zustands des Akkus ferner aufweist: Berechnen einer Wertminderungsrate $D_{r} = \frac{C_{a} - C_{b}}{C_{o} - C_{e}},$
die durch einmaliges Verwenden des Akkus verursacht wird, wobei c₀ gleich der Kapazität des fabrikneuen Akkus und c_e gleich einer Restkapazität des Akkus ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Bewerten des Zustandes des Akkus ferner aufweist: Berechnen der Restladung des Akkus anhand der gespeicherten Nutzungsmodi des Akkus und den Nutzungsmodi entsprechenden Wirkungsgrade, wobei die Restladung des Akkus ausgehend von der Ladungsmenge e₀ des fabrikneuen Akkus durch Ansammeln von Änderungen der Restladung erhalten wird, die durch die Akkunutzung verursacht wurden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Lademodus handelt, die Restladung wie folgt berechnet wird: Berechnen der Ladekapazität δe während des Zeitraums anhand des Startzeitpunkts t_a des Ladevorgangs, des Endzeitpunkts t_b des Ladevorgangs und des Ladestroms I_c, während des Zeitraums; Durchsuchen der gespeicherten Nutzungsmodi des Akkus und der den Nutzungsmodi entsprechenden Wirkungsgrade nach dem Lademodus und dessen entsprechendem Ladewirkungsgrad α anhand der während des Zeitraums gespeicherten Daten über die Akkunutzung; und Berechnen der Restladung $e_{b} = e_{a} + α \cdot \frac{C_{a}}{C_{0}} \cdot δ e,$
des Akkus zum Zeitpunkt t_b, wobei c₀ gleich der Kapazität des fabrikneuen Akkus und e_a gleich der Restladung des Akkus zum Zeitpunkt t_a ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Entlademodus handelt, die Restladung wie folgt berechnet wird: Berechnen der Entladekapazität δe während des Zeitraums anhand des Startzeitpunkts t_a des Entladevorgangs, des Endzeitpunkts t_b des Entladevorgangs und des Entladestroms I_d während des Zeitraums; Durchsuchen der gespeicherten Nutzungsmodi des Akkus und der den Nutzungsmodi entsprechenden Wirkungsgrade nach dem Entlademodus und dessen entsprechendem Entladewirkungsgrad β anhand der während des Zeitraums aufgezeichneten Daten über die Akkunutzung; und Berechnen der Restladung des Akkus zum Zeitpunkt t_b, $e_{b} = e_{a} - β \cdot \frac{C_{a}}{C_{0}} \cdot δ e,$
wobei c₀ gleich der Kapazität des fabrikneuen Akkus und e_a gleich der Restladung des Akkus zum Zeitpunkt t_a ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Leerlaufmodus handelt, die Restladung des Akkus wie folgt berechnet wird: Durchsuchen der gespeicherten Nutzungsmodi des Akkus und den Nutzungsmodi entsprechenden Wirkungsgrade nach dem Leerlaufmodus und dessen entsprechendem Selbstentladungswirkungsgrad y anhand der während des Zeitraums aufgezeichneten Daten über die Akkunutzung; und Berechnen der Restladung $e_{b} = e_{a} (1 - γ \cdot \frac{C_{a}}{C_{0}} \cdot \frac{H}{H_{γ}})$
des Akkus zum Zeitpunkt t_b, wobei c₀ gleich der Kapazität des fabrikneuen Akkus, e_a gleich der Restladung des Akkus zum Zeitpunkt t_a, H_γ gleich der dem Selbstentladungswirkungsgrad y entsprechenden Leerlaufdauer und H gleich der dem Zeitraum entsprechenden Leerlaufdauer ist.
Vorrichtung (200) zum Bewerten eines Zustands eines Akkus, wobei die Vorrichtung (200) aufweist: eine Moduserkennungseinheit (201) zum Erkennen eines Nutzungsmodus des Akkus während eines Zeitraums und einer dem Nutzungsmodus entsprechenden Verlustkurve anhand aufgezeichneter Daten über die Akkunutzung während des Zeitraums, gespeicherter Nutzungsmodi des Akkus und den gespeicherten Nutzungsmodi entsprechender Verlustkurven, wobei die aufgezeichneten Daten einen Startzeitpunkt t_a der Akkunutzung während des Zeitraums aufweisen, wobei die Verlustkurve eine Änderung einer höchstmöglichen Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung darstellt; und eine Zustandsbewertungseinheit (202) zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades des Akkus anhand der aufgezeichneten Daten, des erkannten Nutzungsmodus und dessen entsprechender Verlustkurve, wobei der Verschlechterungsgrad einen Betrag darstellt, um den die höchstmögliche Ladekapazität des Akkus im Verlauf der Akkunutzung abnimmt, wobei die Berechnung eine Berechnung eines Anstiegs der erkannten Verlustkurve an einem Punkt c=c_a aufweist, wobei c_a die höchstmögliche Ladungskapazität des Akkus zum Zeitpunkt t_a darstellt.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 11, wobei die Daten über die Akkunutzung aufweisen: Startzeitpunkt und Endzeitpunkt der Akkunutzung, Anfangsspannung und Endspannung der Akkunutzung, Ladestrom, Ladeleistung, Temperatur, Entladestrom, Leerlaufdauer und Entladungstiefe, welche die Ladungsmenge des Akkus vor dem Leerlaufzustand darstellt.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 12, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Entlademodus handelt, der Verschlechterungsgrad des Akkus anhand der Ladeleistungsstufe L, der Ladekapazität δe, der Temperatur T, der Anfangsladespannung U_a und der Ladeschlussspannung U_b wie folgt berechnet wird: Berechnen der Ladekapazität δe während des Zeitraums anhand des Startzeitpunkts t_a des Ladevorgangs, des Endzeitpunkts t_b des Ladevorgangs und des Ladestroms I_c, während des Zeitraums; Durchsuchen der gespeicherten Lademodi des Akkus und der den Lademodi entsprechenden Verlustkurven nach einem Satz {M_a} aller Lademodi mit passender Ladeleistungsstufe, passender Ladespannung U_a und Temperatur T und einem Satz {M_b} aller Lademodi mit passender Ladeleistungsstufe L, passender Endladespannung U_b und Temperatur T; Durchsuchen des Satzes {M_b} beziehungsweise des Satzes {M_a} nach einem Modus m_b und einem Modus m_a derart, dass eine Differenz zwischen der Ladekapazität des Modus m_b und der Ladekapazität des Modus m_a gleich δe ist; Berechnen der Anstiege s_a und s_b der Verlustkurven f_a beziehungsweise f_b an einem Punkt c=c_a anhand der den Modi m_a und m_b entsprechenden Verlustkurven f_a und f_b, wobei c_a eine höchstmögliche Ladekapazität des Akkus zum Zeitpunkt t_a und s_a beziehungsweise s_b eine Verschlechterung darstellen, die durch Laden des Akkus von der Standardabschaltspannung bis zu der Anfangsladespannung U_a und der Ladeschlussspannung U_b beim Entladestrom I_c, und bei der Temperatur T verursacht wird; und Berechnen des Verschlechterungsgrades des Akkus s=s_b-s_a während des Zeitraums und Erhalten der höchstmöglichen Ladekapazität c_b=c_a+s des Akkus zum Zeitpunkt t_b.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 12, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Entlademodus handelt, der Verschlechterungsgrad des Akkus anhand des Entladestroms I_d, der Temperatur T, der Anfangsentladespannung U_a und der Endentladespannung U_b wie folgt berechnet wird: Durchsuchen der gespeicherten Entlademodi des Akkus und der den Entlademodi entsprechenden Verlustkurven nach einem Entlademodus m_a mit passendem Entladestrom I_d, passender Anfangsentladespannung U_a und Temperatur T und einem Entlademodus m_b mit passendem Entladestrom I_d, passender Endentladespannung U_b und Temperatur T; Berechnen der Anstiege s_a und s_b der Verlustkurven f_a beziehungsweise f_b an einem Punkt c=c_a anhand der den Modi m_a und m_b entsprechenden Verlustkurven f_a beziehungsweise f_b, wobei c_a eine höchstmögliche Ladekapazität des Akkus zum Zeitpunkt t_a und s_a beziehungsweise s_b den Verschlechterungsgrad darstellen, der durch Entladen des Akkus von der Anfangsentladespannung U_a und der Endentladespannung U_b bis zu der Standardabschaltspannung beim Entladestrom I_d und bei der Temperatur T verursacht wird; und Berechnen des Verschlechterungsgrades des Akkus s=s_b-s_a während des Zeitraums und Erhalten der höchstmögliche Ladekapazität c_b=c_a+s des Akkus zum Zeitpunkt t_b.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 12, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Leerlaufmodus handelt, der Verschlechterungsgrad des Akkus anhand der Entladetiefe d und der Temperatur T wie folgt berechnet wird: Durchsuchen der gespeicherten Leerlaufmodi des Akkus und der den Leerlaufmodi entsprechenden Verlustkurven nach einem Entlademodus mit passender Entladetiefe d und Temperatur T; Berechnen eines Anstiegs der Verlustkurve f an einem Punkt c=c_a anhand einer dem Modus m entsprechenden Verlustkurve f, wobei c_a eine höchstmögliche Ladekapazität des Akkus zum Zeitpunkt t_a und s den Verschlechterungsgrad des Akkus während des Zeitraums darstellt; und Berechnen der höchstmöglichen Ladekapazität $c_{b} = c_{a} + s \cdot \frac{H}{H_{0}}$
des Akkus zum Zeitpunkt t_b, wobei H₀ gleich der zum Herstellen des Modus m verwendeten Leerlaufdauer und H gleich der dem Zeitraum entsprechenden Leerlaufdauer ist.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 13, wobei ein Bewerten des Zustands des Akkus ferner aufweist: Berechnen eines durch einmaliges Verwenden des Akkus verursachten Wertminderungsbetrages $D_{r} = \frac{C_{a} - C_{b}}{C_{o} - C_{e}},$
wobei c₀ gleich der Kapazität des fabrikneuen Akkus und c_e gleich der Restkapazität des Akkus ist.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 13, wobei ein Bewerten des Zustands des Akkus ferner aufweist: Berechnen der Restladung des Akkus anhand der gespeicherten Nutzungsmodi des Akkus und der den Nutzungsmodi entsprechenden Wirkungsgrade, wobei die Restladung des Akkus ausgehend von der Ladung e₀ des fabrikneuen Akkus durch Ansammeln von Änderungen der Restladung erhalten wird, die durch die Akkunutzung verursacht wurden.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 17, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Lademodus handelt, die Restladung wie folgt berechnet wird: Berechnen der Ladekapazität δe während des Zeitraums anhand des Startzeitpunkts t_a des Ladevorgangs, des Endzeitpunkts t_b des Ladevorgangs und des Ladestroms I_c, während des Zeitraums; Durchsuchen der gespeicherten Nutzungsmodi des Akkus und der den Nutzungsmodi entsprechenden Wirkungsgrade nach dem Lademodus und dessen entsprechendem Ladewirkungsgrad α anhand der während des Zeitraums gespeicherten Daten über die Akkunutzung; und Berechnen der Restladung $e_{b} = e_{a} + α \cdot \frac{C_{a}}{C_{0}} \cdot δ e,$
des Akkus zum Zeitpunkt t_b, , wobei c₀ gleich der Kapazität des fabrikneuen Akkus und e_a gleich der Restladung des Akkus zum Zeitpunkt t_a ist.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 17, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Entlademodus handelt, die Restladung wie folgt berechnet wird: Berechnen der Entladekapazität δe während des Zeitraums anhand des Startzeitpunkts t_a des Entladevorgangs, des Endzeitpunkts t_b des Entladevorgangs und des Entladestroms I_d während des Zeitraums; Durchsuchen der gespeicherten Nutzungsmodi des Akkus und der den Nutzungsmodi entsprechenden Wirkungsgrade nach dem Entlademodus und dessen entsprechendem Entladewirkungsgrad β anhand der während des Zeitraums aufgezeichneten Daten über die Akkunutzung; und Berechnen der Restladung $e_{b} = e_{a} - β \cdot \frac{C_{a}}{C_{0}} \cdot δ e,$
des Akkus zum Zeitpunkt t_b, wobei c₀ gleich der Kapazität des fabrikneuen Akkus und e_a gleich der Restladung des Akkus zum Zeitpunkt t_a ist.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 17, wobei, wenn es sich bei dem erkannten Nutzungsmodus um den Leerlaufmodus handelt, die Restladung des Akkus wie folgt berechnet wird: Durchsuchen der gespeicherten Nutzungsmodi des Akkus und den Nutzungsmodi entsprechenden Wirkungsgrade nach dem Leerlaufmodus und dessen entsprechendem Selbstentladungswirkungsgrad y anhand der während des Zeitraums aufgezeichneten Daten über die Akkunutzung; und Berechnen der Restladung $e_{b} = e_{a} (1 - γ \cdot \frac{C_{a}}{C_{0}} \cdot \frac{H}{H_{γ}})$
des Akkus zum Zeitpunkt t_b, wobei c₀ gleich der Kapazität des fabrikneuen Akkus, e_a gleich der Restladung des Akkus zum Zeitpunkt t_a, H_γ gleich der dem Selbstentladungswirkungsgrad y entsprechenden Leerlaufdauer beim Erstellen einer Effizienztabelle und H gleich der dem Zeitraum entsprechenden Leerlaufdauer ist.
System, das die Vorrichtung (200) nach Anspruch 11 aufweist.
Fahrzeug, das die Vorrichtung (200) nach Anspruch 11 aufweist.
Computerprogramm, das einen Programmcode zum Ausführen der Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.