EP2609438A1 - Method for predicting the electrical power an electrochemical energy store can output to a consumer - Google Patents

Method for predicting the electrical power an electrochemical energy store can output to a consumer

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Publication number
EP2609438A1
EP2609438A1 EP11749339.5A EP11749339A EP2609438A1 EP 2609438 A1 EP2609438 A1 EP 2609438A1 EP 11749339 A EP11749339 A EP 11749339A EP 2609438 A1 EP2609438 A1 EP 2609438A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
power
electrochemical energy
cell voltage
energy store
delivered
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11749339.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Roland Rathmann
Claus-Rupert Hohenthanner
Tim Schaefer
Joerg Kaiser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Li Tec Battery GmbH filed Critical Li Tec Battery GmbH
Publication of EP2609438A1 publication Critical patent/EP2609438A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3647—Constructional arrangements for determining the ability of a battery to perform a critical function, e.g. cranking
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for predicting the power that can be delivered to a consumer by means of an electrochemical energy store.
  • the available power that an electrochemical energy store can deliver over a certain period of time plays an important role.
  • the driver of an electric vehicle prior to initiating an overtaking operation, the driver of an electric vehicle must be able to rely on the vehicle drive batteries in their respective state being able to provide and deliver the power to the drive assembly needed to accelerate the vehicle as required , and so to be able to perform the overtaking safely.
  • DE 10 107 583 A1 discloses a method for determining the performance of a storage battery by evaluating the time profile of the voltage drop at a high current load.
  • a voltage value is selected from the voltage response of the storage battery after switching on a high-current load, and a state value is formed from the voltage value and from the battery temperature and the charge state by a functional link. This state value is compared with a default value, which depends at least on the associated battery temperature and the associated state of charge of the storage battery.
  • DE 102 03 810 A1 discloses a method for determining the state of charge and / or the performance of a charge store on the basis of estimates, taking into account estimates and information obtained from at least two different operating points or operating conditions of the energy store. These estimations are made with regard to a current and / or future state of charge and / or a current and / or future performance of the charge storage.
  • DE 10 2005 050 563 A1 discloses a method for predicting the performance of electrical energy storage.
  • this method and the associated devices for predicting the performance of an electrochemical energy storage are using a mathematical model for the energy storage whose state variable and parameters continuously adapted, and thus set off and predicted a charge and discharge performance.
  • the present invention has for its object to provide a technical teaching for predicting the deliverable by an electrochemical energy storage device to a consumer performance, with the disadvantages or limitations of known methods can be overcome if possible.
  • This object is achieved by a method for predicting the deliverable by an electrochemical energy storage device to a consumer power according to claim 1.
  • the invention provides a method for predicting the power which can be delivered, in particular to a consumer, by means of an electrochemical energy store, in which at least one measurement from a plurality of at least one electrochemical device is made by a processor device Energy storage of the same construction in a plurality of discharges of the electrochemical energy storage with temporally constant power output previously performed and preferably stored in a digital storage device measurements of the cell voltage is processed as a function of time information technology.
  • one or more measurements are processed by a processor device in terms of information, these measurements (s) coming from a plurality of an electrochemical energy store of the same design, which were collected and stored in advance with a plurality of discharges of the electrochemical energy store with constant power output and these measurements relate to cell voltage as a function of time.
  • the prediction of the power which can be delivered to a consumer by an electrochemical energy store is to be understood as the generation of information relating to the possibility of the delivery of a power by the electrochemical energy store in a period of time temporally at the time of the prediction.
  • the prediction is preferably provided in response to a request from an information processing system which is preferably part of a control device of the consumer to whom the service is to be delivered.
  • the request preferably contains a predetermined power and the indication of a time interval over which the predetermined power is to be delivered.
  • an electrochemical energy store means a device which can store energy in chemical form and deliver it in electrical form.
  • This is preferably a galvanic cell or a composite of a plurality of galvanic cells connected in parallel and / or in series, or, for example, a fuel cell.
  • Particularly preferred examples of electrochemical energy storage are so said secondary cells, which can not only give off energy, but which also absorb energy in electrical form and can store it in chemical form.
  • Important examples of such secondary cells are lithium-ion cells.
  • the energy flow i. H. the energy per unit of time to be understood, which can give the electrochemical energy storage to the consumer.
  • the consumer is preferably an electric motor or preferably has such an electric motor which delivers the power delivered to it to a mechanical system, preferably to the chassis of a vehicle, and this system provides.
  • a processor device is to be understood as any device which is capable of processing data by information technology. This term is therefore not limited to processors in the narrower sense, but in particular includes any type of electronic circuit, in particular any logic circuit, memory circuit and / or combination of such circuits, such as. an address decoder, a semiconductor memory or similar circuits, with the help of an information technology processing at least one measurement is possible.
  • Preferred embodiments of the invention provide that the prediction of the power output is made in response to a request from an information technology system. If this request is made, for example, in the form that a required power and a time interval in which this power is required are given, the processor device could be, for example, a logic circuit which generates from this request a memory address or several memory addresses with the aid of which From a digital storage device, the prediction of the output power or other quantities can be retrieved from which the prediction of the power to be delivered can be determined.
  • the processor device preferably has a processor in the strict sense, in particular a processor suitable for numerical calculations, with whose technical facilities the interpolation can be carried out advantageously.
  • the specific embodiment of the processor device for carrying out the method according to the invention depends on the particular embodiment of the method according to the invention used.
  • Information processing in this context means any processing of data which is suitable for generating a prediction of the deliverable power with the aid of a processor device in the aforementioned sense.
  • the information processing in the sense of the present invention can have the arithmetic operations in the numerical sense; however, this is not necessarily the case. In some embodiments of the invention, information processing processing may be limited to simple logic operations.
  • an electrochemical energy store of the same design is to be understood as meaning an electrochemical energy store whose relevant physical properties are essentially identical to the electrochemical energy store whose deliverable power is to be predicted.
  • the measurements are performed on an electrochemical energy store of the same type, and these measurements are used to generate a prediction about the deliverable power of an electrochemical energy store.
  • the electrochemical energy store used for carrying out the measurements may preferably also be identical to the electrochemical energy store whose performance is to be predicted.
  • the measured values are collected in special operating phases in which the electrochemical energy storage device is not used productively and in which it is thus available for carrying out such measurements in which the power output is constant.
  • the measurements may be performed during productive operating phases in which the power output may be maintained substantially constant or substantially constant.
  • the course of the cell voltage is preferably measured as a function of time in a plurality of discharge processes of the electrochemical energy store used for the measurement.
  • Measurements keep the power output constant during the measuring time.
  • Curves a constant power output corresponds to a certain value, and each of these curves represents the behavior of the cell voltage as a function of time in a discharging operation with this respective power.
  • the measurements of the cell voltage as a function of time are parameterized according to operating temperatures of the electrochemical energy store. This means that the measurements of the cell voltage as a function of time were carried out separately for a number of different operating temperatures of the electrochemical energy store and that for each of these temperatures a set of measured data was stored. In this way it is possible to adequately account for the differential physical behavior of the electrochemical energy store at different temperatures in predicting the available power. In the later prediction of a particular power is then preferably the query not only contain the power to be delivered and preferably also the time interval during which the power is delivered, but also the current operating temperature of the electrochemical energy storage that is to deliver this power.
  • the processor device which processes this query in terms of information technology in order to generate a corresponding prediction, in this case evaluates the stored measurement data for this current operating temperature of the electrochemical energy store contained in the request. In this way, the prediction corresponds to the actual prevailing operating temperature of the electrochemical energy store at the time of making the prediction.
  • the prediction of the deliverable power of the electrochemical energy store is a response to an information technology request of the consumer or a control device of the consumer to a processor device of the electrochemical energy store, which relates to a power to be delivered and a time interval, via which this output would be given by the electrochemical energy storage to the consumer.
  • the query may in some embodiments of the invention include other information, such as operating temperature or other physical quantities or factors that may affect the availability of a particular power.
  • the consumer or his controller use to generate and transmit the request to the processor device that is to answer the request, preferably conventional communication techniques, such as the use of a data bus or similar conventional devices.
  • a method in which, if the output power is not with one of Power values for which the measurements were made, the prediction is obtained by interpolating between measurements for power values adjacent to the power to be delivered.
  • a prediction of the deliverable power is expected, that is to say preferably interrogated, for which no measured curves are stored in the digital memory device, because no measurements were made for these power values or this power value.
  • the invention provides that the deliverable power is determined by an interpolation which uses measurement data which were collected for power values close to the power value for which the forecast is needed.
  • an interpolated measurement curve or a plurality of interpolated measurement curves for example for different parameters such as the temperature of the electrochemical energy store, by interpolation from measurement curves to adjacent power values and then with the thus determined by interpolation Trajectory to proceed in the same way as if the determined by interpolation measurement curve would be based on an actual measurement series.
  • the interpolation of measured curves is preferably determined by arithmetic averaging from the measured values of the measured curves to adjacent power values.
  • the measured values to be averaged are preferably weighted by weighting factors corresponding to the difference, that is to say the distance between the power to be used as the basis for the prediction and the power values for which measurements were taken, on which the interpolation is based.
  • a second embodiment for interpolation provides the prediction values, that is, for example, the probabilities with which a required one Power can be output, by interpolation from the prediction values to determine neighboring power values.
  • the time interval of the prediction is determined by interpolation from the time intervals over which a power value adjacent to the requested power value could be delivered to the consumer.
  • Other numerical and non-numerical methods of interpolation such as so-called fuzzy methods, can be easily found by those skilled in the art from their general knowledge.
  • the response to a request as to whether a power P to be delivered can be delivered to the consumer over a time interval AI takes the form of a probability indication.
  • This probability indication can preferably be a quantitative probability indication in the form of a real number between 0 and 1.
  • Other preferred embodiments of the invention provide that a probability indication is given in the form of a qualitative indication, preferably in the form of a selection of a form response from a plurality of possible form responses, each of which represents a probability, reliability or safety with which the Power P to be delivered over the time interval At to the consumer can be delivered.
  • the response is the more restrained, the smaller the distance between the cell voltage U2 at the end of the discharge process to the minimum cell voltage Umin, which must not be exceeded, without causing permanent damage to the electrochemical energy storage. If U2 is under Umin, then the answer is negative or at least equipped with a warning that the requested performance may only be available in an emergency. As long as U2 is above Umin, the smaller the difference between the cell voltage U2 at the end of the discharge process and the minimum cell voltage Umin, the more cautious the response.
  • a response or prediction is all the more restrained, the lower the probability or reliability or safety given in the response or prediction, with which the requested performance can be provided, ie delivered to the consumer, or the shorter the time interval relevant for the power delivery which is returned with the response or prediction to the requesting information technology system.
  • the determined cell voltage U2 is corrected before generation or calculation of the response by an amount AU, which should take into account a possible or actual change of the internal resistance of the electrochemical energy storage from its commissioning, in particular by aging of the electrochemical energy store
  • the correction value AU is preferably taken from a table of correction values, which is preferably stored in a digital storage medium, and the correction values measured at similar electrochemical energy stores as a function of their aging, ie in particular as a function of their history with regard to a load on these electrochemical energy stores through a withdrawal of power.
  • a numerical battery model for example, in the form of parameterized curves, is also used to calculate a correction value AU, which makes it possible to calculate the correction values on the basis of measurable battery parameters.
  • the power to be dispensed is understood as an additional power of the entire battery, which may consist of a plurality of cells, to a currently required basic load.
  • the load of each individual cell is calculated. This makes it possible to take into account limitations in the performance of the overall battery, resulting for example from a strong temperature dependence of the internal resistances on different cells, which cells may have different temperatures, so that in individual cells, the minimum cell voltage would be below earlier than in other cells.
  • a criterion is used in which the product of the power to be delivered and the time interval over which the power is to be delivered must be less than or equal to the time integral of the product of cell voltage and cell current.
  • This condition can be used for prediction numerically if the temporal behavior the cell voltages and the currents flowing at the power output is known.
  • Such data may preferably be collected in advance by measurements on similar electrochemical energy stores and stored in digital memories.
  • the promise of a requested power P for a time interval ⁇ t is given the sooner, the greater the set difference between the cell voltage after the delivery of the requested power and the smallest permissible cell voltage.
  • Fig. 1 schematically a set of waveforms, each
  • Measuring curve corresponds to the time course of the cell voltage in a discharge process of the electrochemical energy storage at a certain power
  • FIG. 2 is a schematic representation of the method according to the invention with reference to an exemplary embodiment for a first power
  • FIG. 3 is a schematic representation of the method according to the invention with reference to an exemplary embodiment in the case of a second power
  • Fig. 4 shows schematically the inventive method based on an embodiment of a third power.
  • the measured curves shown in FIG. 1 represent typical courses of the cell voltage U as a function of time t, measured at electrochemical energy stores at different powers P1, P2 or P3. All four shown measuring curves start at the coordinate origin of the time coordinate at essentially the same cell voltage, the corresponds to the maximum charge of the electrochemical energy storage.
  • the curve belonging to the power P3 has a flatter course than all other measuring curves, which apparently belong to larger power values.
  • the measurement curve belonging to the power P1 drops steeper than the measurement curve belonging to the power P3, but runs flatter than the measurement curve belonging to the power P1.
  • the voltage U is generally the sooner equal to the minimum tolerable cell voltage Umin, the steeper the corresponding measurement curve drops.
  • the actually collected measurement curves are preferably stored only for discrete time values, so that in practice, instead of a continuum of voltage values to a continuum at points in time, only a finite set of measurement values for the prediction of the performance for Will be available.
  • a continuum of measured values is made available from this finite number of measured values by adaptation of suitable curve profiles, in that voltage values U (t) belonging to the adapted curve profiles at arbitrary times t can be calculated, which, however, were actually not measured.
  • the exemplary embodiment of a power prediction illustrated in FIG. 2 is based on a predetermined power P1, for example based on a query, whose associated measuring curve U (t; P1) is highlighted in FIG.
  • a predetermined power P1 for example based on a query, whose associated measuring curve U (t; P1) is highlighted in FIG.
  • an electrochemical cell whose electrochemical properties are represented by the course of the measurement curve U (t; P1) in FIG. 2, and that at the beginning of the one in question, can be said to be due to consideration of the trace curve shown in FIG Discharge operation has the voltage IM, with some probability after the discharge process at the power P1 will assume the voltage U2, which is sufficiently far from the minimum cell voltage value Umin, so that with sufficient probability, reliability or certainty can be assumed that the relevant electrochemical Energy storage will be able to deliver the required power P1 over the required time interval At.
  • the answer to this question may be qualitatively "yes” or "sufficiently probable” or similar.
  • measurement series would be required which would be performed on the respective electrochemical energy store or on similar electrochemical energy stores and in which the situation in question is carried out several times in succession.
  • the age of the electrochemical energy store, its temperature or its history could be taken into account, for example, the number of deep discharges that have already taken place, ie the undershooting of the minimum cell voltage Umin.
  • model probability distributions may also be used which take into account the probability of the validity of the prediction as a function of the difference between U2 and Umin and / or the difference between t2 and tmax.
  • the free parameters of such model probability distributions would preferably be determined in measurement series.
  • the example shown in FIG. 3 relates to a case in which the power P2 is required, again for a time interval ⁇ t.
  • the instantaneous cell voltage U1 of the electrochemical energy store belongs to the measurement curve associated with the power P2 in FIG. 3 at the time t1.
  • the cell voltage has fallen during a discharge process with the power P2 to the voltage U2, which is well below the minimum cell voltage Umin.
  • a discharging process with this power P2 would therefore not be possible or only at the expense of damage or at least considerable aging processes of the relevant cell.
  • the prediction of the availability of the power P2 for the time interval ⁇ t should therefore be negative or at least provided with a warning that this power can be taken over this time interval only at the cost of damage to the cell.
  • Another possible answer to a query would also be to predict the power P2 for the time tmax-t1, which is still less than the predetermined time At.
  • the retrieved power P3 for the retrieved period ⁇ t can be assured with high probability, safety or reliability. The corresponding prediction is therefore affirmative.

Abstract

In a method for predicting the electrical power an electrochemical energy store can output to a consumer, a processor device preferably processes at least one measurement from a plurality of measurements of the cell voltage depending on time in an information technological manner, said measurements being carried out previously on an electrochemical energy store of the same design which is subject to a plurality of discharges of the electrochemical energy store and has a power output that is constant over time and the measurements being stored in a digital memory device.

Description

Verfahren zur Vorhersage der durch einen elektrochemischen Method of predicting by an electrochemical
Energiespeicher an einen Verbraucher abgebbaren Leistung Energy storage to a consumer deliverable power
B e s c h r e i b u n g Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage der durch einen elektrochemischen Energiespeicher an einen Verbraucher abgebbaren Leistung. The invention relates to a method for predicting the power that can be delivered to a consumer by means of an electrochemical energy store.
Bei einigen Anwendungen elektrochemischer Energiespeicher, insbesondere bei Elektrofahrzeugen, spielt die verfügbare Leistung, welche ein elektrochemischer Energiespeicher über eine bestimmte Zeit abgeben kann, eine wichtige Rolle. Beispielsweise muss sich der Fahrer eines Elektrofahrzeugs vor dem Einleiten eines Überholvorgangs darauf verlassen können, dass die Fahrzeugantriebsbatterien in ihrem jeweiligen Zustand in der Lage sind, die Leistung bereitzustellen und an das Antriebsaggregat abzugeben, die benötigt wird, um das Fahrzeug in der erforderlichen Weise zu beschleunigen, und so den Überholvorgang gefahrlos durchführen zu können. In some applications of electrochemical energy storage, especially in electric vehicles, the available power that an electrochemical energy store can deliver over a certain period of time plays an important role. For example, prior to initiating an overtaking operation, the driver of an electric vehicle must be able to rely on the vehicle drive batteries in their respective state being able to provide and deliver the power to the drive assembly needed to accelerate the vehicle as required , and so to be able to perform the overtaking safely.
Die DE 10 107 583 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Speicherbatterie durch Auswertung des zeitlichen Verlaufs des Spannungsabfalls bei einer Hochstrombelastung. Dabei wird aus der Spannungsantwort der Speicherbatterie nach dem Einschalten einer Hochstrombelastung ein Spannungswert ausgewählt und es wird aus dem Spannungswert sowie aus der Batterietemperatur und dem Ladezustand durch eine funktionelle Verknüpfung ein Zustandswert gebildet. Dieser Zustandswert wird mit einem Vorgabewert verglichen, der zumindest von der zugehörigen Batterietemperatur und dem zugehörigen Ladezustand der Speicherbatterie abhängt. Die DE 102 03 810 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung des Ladezustands und/oder der Leistungsfähigkeit eines Ladungsspeichers auf der Grundlage von Abschätzungen, wobei Abschätzungen und Informationen, die aus wenigstens zwei unterschiedlichen Betriebspunkten oder Betriebsbedingungen des Energiespeichers gewonnen werden, berücksichtigt werden. Diese Abschätzungen erfolgen hinsichtlich eines aktuellen und/oder künftigen Ladezustands und/oder einer aktuellen und/oder einer künftigen Leistungsfähigkeit des Ladungsspeichers. DE 10 107 583 A1 discloses a method for determining the performance of a storage battery by evaluating the time profile of the voltage drop at a high current load. In this case, a voltage value is selected from the voltage response of the storage battery after switching on a high-current load, and a state value is formed from the voltage value and from the battery temperature and the charge state by a functional link. This state value is compared with a default value, which depends at least on the associated battery temperature and the associated state of charge of the storage battery. DE 102 03 810 A1 discloses a method for determining the state of charge and / or the performance of a charge store on the basis of estimates, taking into account estimates and information obtained from at least two different operating points or operating conditions of the energy store. These estimations are made with regard to a current and / or future state of charge and / or a current and / or future performance of the charge storage.
Die DE 10 2005 050 563 A1 offenbart ein Verfahren zur Vorhersage der Leistungsfähigkeit elektrischer Energiespeicher. Bei diesem Verfahren und den zugehörigen Vorrichtungen zur Vorhersage der Leistungsfähigkeit eines elektrochemischen Energiespeichers werden mit Hilfe eines mathematischen Modells für den Energiespeicher dessen Zustandsgröße und Parameter kontinuierlich adaptiert und damit eine Lade- und Entladeleistungsfähigkeit abgesetzt und vorhergesagt. DE 10 2005 050 563 A1 discloses a method for predicting the performance of electrical energy storage. In this method and the associated devices for predicting the performance of an electrochemical energy storage are using a mathematical model for the energy storage whose state variable and parameters continuously adapted, and thus set off and predicted a charge and discharge performance.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technische Lehre zur Vorhersage der durch einen elektrochemischen Energiespeicher an einen Verbraucher abgebbaren Leistung anzugeben, mit der Nachteile oder Beschränkungen bekannter Verfahren nach Möglichkeit überwunden werden können. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Vorhersage der durch einen elektrochemischen Energiespeicher an einen Verbraucher abgebbaren Leistung nach Anspruch 1 gelöst. The present invention has for its object to provide a technical teaching for predicting the deliverable by an electrochemical energy storage device to a consumer performance, with the disadvantages or limitations of known methods can be overcome if possible. This object is achieved by a method for predicting the deliverable by an electrochemical energy storage device to a consumer power according to claim 1.
Die Erfindung sieht dabei ein Verfahren zur Vorhersage der durch einen elektro- chemischen Energiespeicher insbesondere an einen Verbraucher abgebbaren Leistung vor, bei dem vorzugsweise durch eine Prozessoreinrichtung wenigstens eine Messung aus einer Mehrzahl von an einem elektrochemischen Energiespeicher gleicher Bauweise bei einer Mehrzahl von Entladungen des elektrochemischen Energiespeichers mit zeitlich konstanter Leistungsabgabe vorab durchgeführten und vorzugsweise in einer digitalen Speichereinrichtung gespeicherten Messungen der Zellspannung in Abhängigkeit von der Zeit informationstechnisch verarbeitet wird. Vorzugsweise werden also durch eine Prozessoreinrichtung eine oder mehrere Messungen informationstechnisch verarbeitet, wobei diese Messung(en) aus einer Mehrzahl von an einem elektrochemischen Energiespeicher gleicher Bauweise stammen, die bei einer Mehrzahl von Entladungen des elektrochemischen Energiespeichers mit zeitlich konstanter Leistungsabgabe vorab erhoben und gespeichert wurden und wobei diese Messungen die Zellspannung in Abhängigkeit von der Zeit betreffen. In this case, the invention provides a method for predicting the power which can be delivered, in particular to a consumer, by means of an electrochemical energy store, in which at least one measurement from a plurality of at least one electrochemical device is made by a processor device Energy storage of the same construction in a plurality of discharges of the electrochemical energy storage with temporally constant power output previously performed and preferably stored in a digital storage device measurements of the cell voltage is processed as a function of time information technology. Preferably, therefore, one or more measurements are processed by a processor device in terms of information, these measurements (s) coming from a plurality of an electrochemical energy store of the same design, which were collected and stored in advance with a plurality of discharges of the electrochemical energy store with constant power output and these measurements relate to cell voltage as a function of time.
Im Zusammenhang mit der Beschreibung der vorliegenden Erfindung soll dabei unter einer Vorhersage der durch einen elektrochemischen Energiespeicher an einen Verbraucher abgebbaren Leistung die Generierung einer Information verstanden werden, die sich auf die Möglichkeit der Abgabe einer Leistung durch den elektrochemischen Energiespeicher in einem Zeitraum bezieht, der sich zeitlich an den Zeitpunkt der Vorhersage anschließt. Die Vorhersage wird dabei vorzugsweise als Antwort auf eine Anfrage eines informationsverarbeitenden Systems zur Verfügung gestellt, welches vorzugsweise Bestandteil einer Steuereinrichtung des Verbrauchers ist, an den die Leistung abzugeben ist. Die Anfrage enthält dabei vorzugsweise eine vorgegebene Leistung und die Angabe eines Zeitintervalls, über welches die vorgegebene Leistung abgegeben werden soll. In the context of the description of the present invention, the prediction of the power which can be delivered to a consumer by an electrochemical energy store is to be understood as the generation of information relating to the possibility of the delivery of a power by the electrochemical energy store in a period of time temporally at the time of the prediction. The prediction is preferably provided in response to a request from an information processing system which is preferably part of a control device of the consumer to whom the service is to be delivered. The request preferably contains a predetermined power and the indication of a time interval over which the predetermined power is to be delivered.
In diesem Zusammenhang ist unter einem elektrochemischen Energiespeicher eine Einrichtung zu verstehen, die Energie in chemischer Form speichern und in elektrischer Form abgeben kann. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine galvanische Zelle oder um einen Verbund mehrerer, parallel und/oder in Reihe geschalteter galvanischer Zellen, oder bspw. um eine Brennstoffzelle. Besonders bevorzugte Beispiele elektrochemischer Energiespeicher sind so genannte Sekundärzellen, welche Energie nicht nur abgeben können, sondern welche auch Energie in elektrischer Form aufnehmen und in chemischer Form speichern können. Wichtige Beispiele für solche Sekundärzellen sind Lithium- lonen-Zellen. In this context, an electrochemical energy store means a device which can store energy in chemical form and deliver it in electrical form. This is preferably a galvanic cell or a composite of a plurality of galvanic cells connected in parallel and / or in series, or, for example, a fuel cell. Particularly preferred examples of electrochemical energy storage are so said secondary cells, which can not only give off energy, but which also absorb energy in electrical form and can store it in chemical form. Important examples of such secondary cells are lithium-ion cells.
In diesem Zusammenhang soll unter der an einen Verbraucher abgebbaren Leistung der Energiestrom, d. h. die Energie pro Zeiteinheit, verstanden werden, welche der elektrochemische Energiespeicher an den Verbraucher abgeben kann. Der Verbraucher ist dabei vorzugsweise ein Elektromotor oder weist vorzugsweise einen solchen Elektromotor auf, der die an ihn abgegebene Leistung an ein mechanisches System, vorzugsweise an das Fahrwerk eines Fahrzeugs, abgibt und diesem System zur Verfügung stellt. In this context, under the power that can be delivered to a consumer, the energy flow, i. H. the energy per unit of time to be understood, which can give the electrochemical energy storage to the consumer. The consumer is preferably an electric motor or preferably has such an electric motor which delivers the power delivered to it to a mechanical system, preferably to the chassis of a vehicle, and this system provides.
Unter einer Prozessoreinrichtung soll in diesem Zusammenhang jede Ein- richtung verstanden werden, die zur informationstechnischen Verarbeitung von Daten in der Lage ist. Dieser Begriff ist daher nicht auf Prozessoren im engeren Sinne beschränkt, sondern schließt insbesondere jede Art von elektronischer Schaltung, insbesondere jede Logikschaltung, Speicherschaltung und/oder Kombination solcher Schaltungen, wie z.B. einen Adressdecoder, einen Halb- leiterspeicher oder ähnliche Schaltungen ein, mit deren Hilfe eine informationstechnische Verarbeitung wenigstens einer Messung möglich ist. In this context, a processor device is to be understood as any device which is capable of processing data by information technology. This term is therefore not limited to processors in the narrower sense, but in particular includes any type of electronic circuit, in particular any logic circuit, memory circuit and / or combination of such circuits, such as. an address decoder, a semiconductor memory or similar circuits, with the help of an information technology processing at least one measurement is possible.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass die Vorhersage der Leistungsabgabe als Antwort auf eine Anfrage eines informations- technischen Systems erfolgt. Wird diese Anfrage beispielsweise in der Form gestellt, dass eine benötigte Leistung und ein Zeitintervall, in dem diese Leistung benötigt wird, angegeben werden, so könnte die Prozessoreinrichtung beispielsweise eine Logikschaltung sein, welche aus dieser Anfrage eine Speicheradresse oder mehrere Speicheradressen generiert, mit deren Hilfe aus einer digitalen Speichereinrichtung die Vorhersage über die abzugebende Leistung oder andere Größen abgerufen werden können, aus denen die Vorhersage über die abzugebende Leistung ermittelt werden kann. Andere Ausführungsformen der Erfindung, sehen eine Interpolation vor, für deren Durchführung die Prozessoreinrichtung vorzugsweise einen Prozessor im engeren Sinne,- insbesondere einen für numerische Berechungen geeigneten Prozessor aufweist, mit dessen technischen Einrichtungen die Interpolation vorteilhaft durchgeführt werden kann. Die konkrete Ausgestaltung der Prozessoreinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hängt von der jeweils genutzten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ab. Preferred embodiments of the invention provide that the prediction of the power output is made in response to a request from an information technology system. If this request is made, for example, in the form that a required power and a time interval in which this power is required are given, the processor device could be, for example, a logic circuit which generates from this request a memory address or several memory addresses with the aid of which From a digital storage device, the prediction of the output power or other quantities can be retrieved from which the prediction of the power to be delivered can be determined. Other embodiments The invention provides an interpolation for the implementation of which the processor device preferably has a processor in the strict sense, in particular a processor suitable for numerical calculations, with whose technical facilities the interpolation can be carried out advantageously. The specific embodiment of the processor device for carrying out the method according to the invention depends on the particular embodiment of the method according to the invention used.
Unter einer informationstechnischen Verarbeitung ist in diesem Zusammenhang jede für die Erzeugung einer Vorhersage über die abgebbare Leistung mit Hilfe einer Prozessoreinrichtung im genannten Sinne geeignete Verarbeitung von Daten zu verstehen. Die informationstechnische Verarbeitung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann dabei die Rechenoperationen im numerischen Sinne aufweisen; dies ist jedoch nicht notwendig der Fall. In einigen Ausführungs- beispielen der Erfindung kann sich die informationstechnische Verarbeitung auch auf einfache Logikoperationen beschränken. Information processing in this context means any processing of data which is suitable for generating a prediction of the deliverable power with the aid of a processor device in the aforementioned sense. The information processing in the sense of the present invention can have the arithmetic operations in the numerical sense; however, this is not necessarily the case. In some embodiments of the invention, information processing processing may be limited to simple logic operations.
Unter einem elektrochemischen Energiespeicher gleicher Bauweise ist im Zusammenhang mit der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ein elektro- chemischer Energiespeicher zu verstehen, dessen einschlägigen physikalischen Eigenschaften dem elektrochemischen Energiespeicher im Wesentlichen gleichen, dessen abgebbare Leistung vorherzusagen ist. Gemäß der Erfindung werden die Messungen an einem elektrochemischen Energiespeicher gleicher Bauart durchgeführt, und diese Messungen werden verwendet, um eine Vorhersage über die abgebbare Leistung eines elektrochemischen Energiespeichers zu generieren. In the context of the description of the present invention, an electrochemical energy store of the same design is to be understood as meaning an electrochemical energy store whose relevant physical properties are essentially identical to the electrochemical energy store whose deliverable power is to be predicted. According to the invention, the measurements are performed on an electrochemical energy store of the same type, and these measurements are used to generate a prediction about the deliverable power of an electrochemical energy store.
Der für die Durchführung der Messungen verwendete elektrochemische Energiespeicher kann vorzugsweise auch mit dem elektrochemischen Energie- Speicher, dessen Leistungsvermögen vorhergesagt werden soll, identisch sein. Bei einer entsprechenden bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Messwerte in besonderen Betriebsphasen erhoben werden, in denen der elektrochemische Energiespeicher nicht produktiv genutzt wird, und in denen er somit zur Durchführung solcher Messungen, bei denen die Leistungsabgabe konstant ist, zur Verfügung steht. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Messungen während produktiver Betriebsphasen durchgeführt werden, bei denen die Leistungsabgabe im Wesentlichen konstant gehalten werden kann oder im Wesentlichen konstant bleibt. The electrochemical energy store used for carrying out the measurements may preferably also be identical to the electrochemical energy store whose performance is to be predicted. In a corresponding preferred embodiment of the invention, it is provided that the measured values are collected in special operating phases in which the electrochemical energy storage device is not used productively and in which it is thus available for carrying out such measurements in which the power output is constant. In other preferred embodiments of the invention, it is contemplated that the measurements may be performed during productive operating phases in which the power output may be maintained substantially constant or substantially constant.
Dazu wird vorzugsweise der Verlauf der Zellspannung in Abhängigkeit von der Zeit bei einer Mehrzahl von Entladungsvorgängen des für die Messung verwendeten elektrochemischen Energiespeichers gemessen. Bei diesenFor this purpose, the course of the cell voltage is preferably measured as a function of time in a plurality of discharge processes of the electrochemical energy store used for the measurement. In these
Messungen wird die Leistungsabgabe während der Messzeit konstant gehalten.Measurements keep the power output constant during the measuring time.
Auf diese Weise wird eine Schar von Messkurven gewonnen, wobei jeder dieserIn this way, a bevy of traces is obtained, each of these
Kurven eine konstante Leistungsabgabe. mit einem bestimmten Wert entspricht, und wobei jede dieser Kurven das Verhalten der Zellspannung in Abhängigkeit von der Zeit bei einem Entladuhgsvorgang mit dieser jeweiligen Leistung darstellt. Curves a constant power output. corresponds to a certain value, and each of these curves represents the behavior of the cell voltage as a function of time in a discharging operation with this respective power.
Diese Messungen werden an den elektrochemischen Energiespeicher gleicher Bauart vorab durchgeführt und vorzugsweise in einer digitalen Speichereinrichtung gespeichert. These measurements are carried out in advance on the electrochemical energy store of the same type and preferably stored in a digital storage device.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Messungen der Zellspannung in Abhängigkeit von der Zeit nach Betriebstemperaturen des elektrochemischen Energiespeichers parametrisiert. Dies bedeutet, dass die Messungen der Zellspannung in Abhängigkeit von der Zeit separat für eine Reihe von unterschiedlichen Betriebstemperaturen des elektrochemischen Energiespeichers durchgeführt wurden und dass für jede dieser Temperaturen ein Satz von Messdaten abgespeichert wurde. Auf diese Weise ist es möglich, das unterschiedliche physikalische Verhalten des elektrochemischen Energiespeichers bei unterschiedlichen Temperaturen in angemessener Weise bei der Vorhersage der verfügbaren Leistung zu berücksichtigen. Bei der späteren Vorhersage einer bestimmten Leistung wird dann vorzugsweise die Abfrage nicht nur die abzugebende Leistung und vorzugsweise auch das Zeitintervall enthalten, während dem die Leistung abzugeben ist, sondern auch die aktuelle Betriebstemperatur des elektrochemischen Energiespeichers, der diese Leistung abgeben soll. Die Prozessoreinrichtung, die diese Abfrage informationstechnisch verarbeitet, um eine entsprechende Vorhersage zu generieren, wertet in diesem Fall die abgespeicherten Messdaten zu dieser in der Anfrage enthaltenen aktuellen Betriebstemperatur des elektrochemischen Energiespeichers aus. Auf diese Weise entspricht die Vorhersage der tatsächlich herrschenden Betriebstemperatur des elektrochemischen Energiespeichers im Zeitpunkt der Erstellung der Vorhersage. In a preferred embodiment of the invention, the measurements of the cell voltage as a function of time are parameterized according to operating temperatures of the electrochemical energy store. This means that the measurements of the cell voltage as a function of time were carried out separately for a number of different operating temperatures of the electrochemical energy store and that for each of these temperatures a set of measured data was stored. In this way it is possible to adequately account for the differential physical behavior of the electrochemical energy store at different temperatures in predicting the available power. In the later prediction of a particular power is then preferably the query not only contain the power to be delivered and preferably also the time interval during which the power is delivered, but also the current operating temperature of the electrochemical energy storage that is to deliver this power. The processor device, which processes this query in terms of information technology in order to generate a corresponding prediction, in this case evaluates the stored measurement data for this current operating temperature of the electrochemical energy store contained in the request. In this way, the prediction corresponds to the actual prevailing operating temperature of the electrochemical energy store at the time of making the prediction.
Wie bereits erwähnt wurde, ist bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung die Vorhersage der abgebbaren Leistung des elektrochemischen Energiespeichers eine Antwort auf eine informationstechnische Anfrage des Verbrauchers oder einer Steuereinrichtung des Verbrauchers an eine Prozessoreinrichtung des elektrochemischen Energiespeichers, die sich auf eine abzugebende Leistung und ein Zeitintervall bezieht, über welches diese ab- zugebende Leistung durch den elektrochemischen Energiespeicher an den Verbraucher abzugeben wäre. Die Abfrage kann bei einigen Ausführungsformen der Erfindung noch weitere Informationen, wie beispielsweise die Betriebstemperatur oder andere physikalische Größen oder Einflussfaktoren umfassen, die Einfluss auf die Verfügbarkeit einer bestimmten Leistung haben können. Der Verbraucher oder seine Steuereinrichtung bedienen sich zur Generierung und Übermittlung der Anfrage an die Prozessoreinrichtung, die die Anfrage beantworten soll, vorzugsweise üblicher Kommunikationstechniken, wie beispielsweise der Verwendung eines Datenbusses oder ähnlicher üblicher Einrichtungen. As already mentioned, in various embodiments of the invention the prediction of the deliverable power of the electrochemical energy store is a response to an information technology request of the consumer or a control device of the consumer to a processor device of the electrochemical energy store, which relates to a power to be delivered and a time interval, via which this output would be given by the electrochemical energy storage to the consumer. The query may in some embodiments of the invention include other information, such as operating temperature or other physical quantities or factors that may affect the availability of a particular power. The consumer or his controller use to generate and transmit the request to the processor device that is to answer the request, preferably conventional communication techniques, such as the use of a data bus or similar conventional devices.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, bei dem, falls die abzugebende Leistung nicht mit einem der Leistungswerte übereinstimmt, für welche die Messungen durchgeführt wurden, die Vorhersage durch eine Interpolation zwischen Messungen für Leistungswerte gewonnen wird, die der abzugebenden Leistung benachbart sind. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird also eine Vorhersage der abgeb- baren Leistung erwartet, also vorzugsweise abgefragt, für die keine Messkurven in der digitalen Speichereinrichtung gespeichert sind, weil für diese Leistungswerte oder diesen Leistungswert keine Messungen durchgeführt wurden. Um trotzdem eine Vorhersage der abgebbaren Leistung durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zu ermöglichen, sieht die Erfindung bei diesen Aus- führungsformen vor, dass die abgebbare Leistung durch eine Interpolation ermittelt wird, welche auf Messdaten zurückgreift, die für Leistungswerte erhoben wurden, die nahe bei dem Leistungswert liegen, für den die Vorhersage benötigt wird. Bei einer ersten derartigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, eine interpolierte Messkurve oder eine Mehrzahl von interpolierten Messkurven, beispielsweise für unterschiedliche Parameter wie zum Beispiel die Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers, durch Interpolation aus Messkurven zu benachbarten Leistungswerten zu ermitteln und anschließend mit der so durch Interpolation ermittelten Messkurve in gleicher Weise zu verfahren, als wenn die durch Interpolation ermittelte Messkurve auf einer tatsächlichen Messreihe beruhen würde. Die Interpolation von Messkurven wird dabei vorzugsweise durch eine arithmetische Mittelwertbildung aus den Messwerten der Messkurven zu benachbarten Leistungswerten ermittelt. Bei dieser arithmetischen Mittelwertbildung werden die zu mittelnden Messwerte vorzugsweise mit Gewichtungsfaktoren gewichtet, die der Differenz, also der Entfernung zwischen der der Vorhersage zugrunde zu legenden Leistung und den Leistungswerten entsprechen, für die Messungen durchgeführt wurden, die der Interpolation zugrunde gelegt werden. In a further preferred embodiment of the invention, a method is provided in which, if the output power is not with one of Power values for which the measurements were made, the prediction is obtained by interpolating between measurements for power values adjacent to the power to be delivered. In this embodiment of the invention, therefore, a prediction of the deliverable power is expected, that is to say preferably interrogated, for which no measured curves are stored in the digital memory device, because no measurements were made for these power values or this power value. In order nevertheless to enable a prediction of the deliverable power by a method according to the invention, in these embodiments the invention provides that the deliverable power is determined by an interpolation which uses measurement data which were collected for power values close to the power value for which the forecast is needed. In a first such embodiment of the invention, it is provided to determine an interpolated measurement curve or a plurality of interpolated measurement curves, for example for different parameters such as the temperature of the electrochemical energy store, by interpolation from measurement curves to adjacent power values and then with the thus determined by interpolation Trajectory to proceed in the same way as if the determined by interpolation measurement curve would be based on an actual measurement series. The interpolation of measured curves is preferably determined by arithmetic averaging from the measured values of the measured curves to adjacent power values. In this arithmetic averaging, the measured values to be averaged are preferably weighted by weighting factors corresponding to the difference, that is to say the distance between the power to be used as the basis for the prediction and the power values for which measurements were taken, on which the interpolation is based.
Eine zweite Ausführungsform zur Interpolation sieht vor, die Vorhersagewerte, also beispielsweise die Wahrscheinlichkeiten, mit denen eine geforderte Leistung abgegeben werden kann, durch Interpolation aus den Vorhersagewerten zu benachbarten Leistungswerten zu ermitteln. Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Zeitintervall der Vorhersage durch Interpolation aus den Zeitintervallen ermittelt wird, über welche ein dem ab- gefragten Leistungswert benachbarter Leistungswert an den Verbraucher abgegeben werden könnte. Weitere numerische und nicht-numerische Verfahren zur Interpolation, wie zum Beispiel so genannte Fuzzy-Verfahren kann der Fachmann leicht mit Hilfe seiner allgemeinen Fachkenntnis auffinden. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antwort auf eine Anfrage, ob eine abzugebende Leistung P über ein Zeitintervall AI an den Verbraucher abgegeben werden kann, in Form einer Wahrscheinlichkeitsangabe erfolgt. Bei dieser Wahrscheinlichkeitsangabe kann es sich vorzugsweise um eine quantitative Wahrscheinlichkeitsangabe in Form einer reellen Zahl zwischen 0 und 1 handeln. Andere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass eine Wahrscheinlichkeitsangabe in Form einer qualitativen Angabe erfolgt, vorzugsweise in Form einer Auswahl einer Formularantwort aus einer Mehrzahl möglicher Formularantworten, von denen jede für eine Wahrscheinlichkeit, für eine Zuverlässigkeit oder für die Sicherheit steht, mit der die abzugebende Leistung P über das Zeitintervall At an den Verbraucher abgegeben werden kann. A second embodiment for interpolation provides the prediction values, that is, for example, the probabilities with which a required one Power can be output, by interpolation from the prediction values to determine neighboring power values. In a further embodiment, it is provided that the time interval of the prediction is determined by interpolation from the time intervals over which a power value adjacent to the requested power value could be delivered to the consumer. Other numerical and non-numerical methods of interpolation, such as so-called fuzzy methods, can be easily found by those skilled in the art from their general knowledge. In a further embodiment of the invention, it is provided that the response to a request as to whether a power P to be delivered can be delivered to the consumer over a time interval AI takes the form of a probability indication. This probability indication can preferably be a quantitative probability indication in the form of a real number between 0 and 1. Other preferred embodiments of the invention provide that a probability indication is given in the form of a qualitative indication, preferably in the form of a selection of a form response from a plurality of possible form responses, each of which represents a probability, reliability or safety with which the Power P to be delivered over the time interval At to the consumer can be delivered.
Zur Vorhersage der abgegebenen Leistung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden dabei vorzugsweise folgende Schritte durchgeführt: a) Es wird ein erster Messpunkt MP1 auf einer Messkurve MK(P) zu der abzugebenden Leistung P ermittelt, dessen Zellenspannung U1 möglichst nahe bei der aktuellen Zellenspannung des elektrochemischen Energiespeichers liegt; b) Es wird die Zellenspannung U2 ermittelt, die zu dem zweiten Messpunkt MP2 auf der Messkurve MK(P) zu der abzugebenden Leistung P gehört, dessen Zeitkoordinate t2= t1 + At von der Zeitkoordinate t1 des ersten Messpunktes MP1 um das das Zeitintervall At verschoben ist; und c) Die Antwort wird in Abhängigkeit von der Zellenspannung U2 ermittelt. In order to predict the output power of an embodiment of the method according to the invention, the following steps are preferably carried out: a) A first measurement point MP1 on a measurement curve MK (P) is determined for the power P to be delivered, whose cell voltage U1 is as close as possible to the current cell voltage of the electrochemical Energy storage is; b) The cell voltage U2 is determined which belongs to the second measurement point MP2 on the measurement curve MK (P) to the output power P whose time coordinate t2 = t1 + At of the time coordinate t1 of the first measuring point MP1 by the time interval At shifted is; and c) The response is determined as a function of the cell voltage U2.
Dabei fällt die Antwort umso zurückhaltender aus, je geringer der Abstand zwischen der Zellspannung U2 am Ende des Entladungsvorgangs zu der minimalen Zellspannung Umin ist, welche nicht unterschritten werden darf, ohne bleibende Schäden an dem elektrochemischen Energiespeicher zu erzeugen. Liegt U2 unter Umin, dann ist die Antwort ablehnend oder wenigstens mit einer Warnung ausgestattet, dass die angeforderte Leistung allenfalls im Notfall zur Verfügung stehen darf. Solange U2 über Umin liegt, ist die Antwort vorzugs- weise umso zurückhaltender, je geringer die Differenz zwischen der Zellspannung U2 am Ende des Entladungsvorgangs zu der minimalen Zellspannung Umin ist. The response is the more restrained, the smaller the distance between the cell voltage U2 at the end of the discharge process to the minimum cell voltage Umin, which must not be exceeded, without causing permanent damage to the electrochemical energy storage. If U2 is under Umin, then the answer is negative or at least equipped with a warning that the requested performance may only be available in an emergency. As long as U2 is above Umin, the smaller the difference between the cell voltage U2 at the end of the discharge process and the minimum cell voltage Umin, the more cautious the response.
Die Antwort fällt auch umso zurückhaltender aus, je näher der Zeitpunkt tmax, bei dem die Zellspannung gleich Umin ist, dem Zeitpunkt t2 benachbart liegt. Ist tmax kleiner als t2, dann ist die Antwort ablehnend oder wenigstens mit einer Warnung ausgestattet, dass die angeforderte Leistung allenfalls im Notfall zur Verfügung stehen darf. Eine Antwort oder Vorhersage ist dabei umso zurückhaltender, je geringer die bei der Antwort oder Vorhersage angegebene Wahrscheinlichkeit, Zuverlässigkeit oder Sicherheit ist, mit der die angeforderte Leistung erbracht, also an den Verbraucher abgegeben werden kann, oder je kürzer das für die Leistungsabgabe maßgebliche Zeitintervall ist, das mit der Antwort oder Vorhersage an das anfragende informationstechnische System zurückgegeben wird. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die ermittelten Zellspannung U2 vor der Erzeugung oder Berechnung der Antwort noch um einen Betrag AU korrigiert, der eine mögliche oder tatsächliche Änderung des Innenwiderstands des elektrochemischen Energiespeichers ab seiner Inbetrieb- nähme, insbesondere durch Alterung des elektrochemischen Energiespeichers, berücksichtigen soll. Der Korrekturwert AU wird dabei vorzugsweise einer Tabelle von Korrekturwerten entnommen, die vorzugsweise in einem digitalen Speichermedium gespeichert ist, und die an gleichartigen elektrochemischen Energiespeichern gemessene Korrekturwerte in Abhängigkeit von deren Alterung, d.h. insbesondere in Abhängigkeit von deren Vorgeschichte im Hinblick auf eine Belastung dieser elektrochemischen Energiespeicher durch eine Leistungsentnahme enthält. Vorzugsweise wird zur Berechnung eines Korrekturwertes AU aber auch ein numerisches, beispielsweise in Form para- metrisierter Kurven hinterlegtes Batteriemodell verwendet, das die Berechnung der Korrekturwerte anhand von messbaren Batterieparametern ermöglicht. The closer the time tmax, at which the cell voltage is equal to Umin, to the time t2, the more cautious the answer is. If tmax is less than t2, then the answer is negative or at least equipped with a warning that the requested performance may be available in case of emergency. A response or prediction is all the more restrained, the lower the probability or reliability or safety given in the response or prediction, with which the requested performance can be provided, ie delivered to the consumer, or the shorter the time interval relevant for the power delivery which is returned with the response or prediction to the requesting information technology system. According to a further preferred embodiment, the determined cell voltage U2 is corrected before generation or calculation of the response by an amount AU, which should take into account a possible or actual change of the internal resistance of the electrochemical energy storage from its commissioning, in particular by aging of the electrochemical energy store , The correction value AU is preferably taken from a table of correction values, which is preferably stored in a digital storage medium, and the correction values measured at similar electrochemical energy stores as a function of their aging, ie in particular as a function of their history with regard to a load on these electrochemical energy stores through a withdrawal of power. Preferably, however, a numerical battery model, for example, in the form of parameterized curves, is also used to calculate a correction value AU, which makes it possible to calculate the correction values on the basis of measurable battery parameters.
Vorzugsweise wird dabei die abzugebende Leistung als Zusatzleistung der gesamten Batterie, die aus einer Mehrzahl von Zellen bestehen kann, zu einer aktuell geforderten Grundbelastung aufgefasst. Vorzugsweise wird dabei die Belastung jeder einzelnen Zelle berechnet. Hierdurch ist es möglich, Beschränkungen beim Leistungsvermögen der Gesamtbatterie zu berücksichtigen, die beispielsweise durch eine starke Temperaturabhängigkeit der Innenwiderstände an unterschiedlichen Zellen entstehen, wobei die Zellen unterschiedliche Temperaturen aufweisen können, sodass bei einzelnen Zellen die minimale Zellenspannung früher unterschritten würde, als bei anderen Zellen. Preferably, the power to be dispensed is understood as an additional power of the entire battery, which may consist of a plurality of cells, to a currently required basic load. Preferably, the load of each individual cell is calculated. This makes it possible to take into account limitations in the performance of the overall battery, resulting for example from a strong temperature dependence of the internal resistances on different cells, which cells may have different temperatures, so that in individual cells, the minimum cell voltage would be below earlier than in other cells.
Vorzugsweise wird dabei ein Kriterium verwendet, bei dem das Produkt aus der abzugebenden Leistung und dem Zeitintervall, über welches die Leistung abzugeben ist kleiner oder gleich dem Zeitintegral des Produkts aus Zellspannung und Zellenstrom sein muss. Diese Bedingung lässt sich zur Vorhersage auf numerischem Wege verwenden, wenn das zeitliche Verhalten der Zellspannungen und der bei der Leistungsabgabe fließenden Ströme bekannt ist. Solche Daten können vorzugsweise durch Messungen an gleichartigen elektrochemischen Energiespeichern vorab erhoben und in digitalen Speichern abgespeichert werden. Preferably, a criterion is used in which the product of the power to be delivered and the time interval over which the power is to be delivered must be less than or equal to the time integral of the product of cell voltage and cell current. This condition can be used for prediction numerically if the temporal behavior the cell voltages and the currents flowing at the power output is known. Such data may preferably be collected in advance by measurements on similar electrochemical energy stores and stored in digital memories.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Zusage einer angefragten Leistung P für ein Zeitintervall At umso eher gegeben wird, je größer die gesetzte Differenz zwischen der Zellspannung nach der Abgabe der angefragten Leistung und der kleinsten zulässigen Zellspannung ist. In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the promise of a requested power P for a time interval Δt is given the sooner, the greater the set difference between the cell voltage after the delivery of the requested power and the smallest permissible cell voltage.
Die Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung können auch vorteilhaft miteinander kombiniert werden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen: The features of the different embodiments of the invention can also be advantageously combined with each other. In the following the invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings. Show:
Fig. 1 in schematischer Weise eine Schar von Messkurven, wobei jede Fig. 1 schematically a set of waveforms, each
Messkurve dem zeitlichen Verlauf der Zellspannung bei einem Ent- ladungsvorgang des elektrochemischen Energiespeichers bei einer bestimmten Leistung entspricht;  Measuring curve corresponds to the time course of the cell voltage in a discharge process of the electrochemical energy storage at a certain power;
Fig. 2 in schematischer Weise das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels bei einer ersten Leistung; FIG. 2 is a schematic representation of the method according to the invention with reference to an exemplary embodiment for a first power; FIG.
Fig. 3 in schematischer Weise das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels bei einer zweiten Leistung; und FIG. 3 is a schematic representation of the method according to the invention with reference to an exemplary embodiment in the case of a second power; FIG. and
Fig. 4 in schematischer Weise das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels bei einer dritten Leistung. Die in Figur 1 gezeigten Messkurven stellen typische, an elektrochemischen Energiespeichern bei verschiedenen Leistungen P1 , P2 oder P3 gemessene Verläufe der Zellspannung U in Abhängigkeit von der Zeit t dar. Alle vier gezeigten Messkurven beginnen im Koordinatenursprung der Zeitkoordinate bei im Wesentlichen der gleichen Zellspannung, die der maximalen Ladung des elektrochemischen Energiespeichers entspricht. Je größer die während des Entladungsvorgangs konstant abgegebene Leistung P1 , P2 oder P3 ist, desto steiler ist im Allgemeinen der Abfall der Zellspannung U mit der Zeit t. So weist die zur Leistung P3 gehörige Kurve einen flacheren Verlauf auf als alle anderen Messkurven, die offenbar zu größeren Leistungswerten gehören. Insbesondere die zur Leistung P1 gehörige Messkurve fällt steiler ab als die zur Leistung P3 gehörige Messkurve, verläuft jedoch flacher als die zur Leistung P1 gehörige Messkurve. Dabei gilt, dass die Spannung U im Allgemeinen umso früher gleich der minimalen tolerierbaren Zellspannung Umin ist, je steiler die entsprechende Messkurve abfällt. Fig. 4 shows schematically the inventive method based on an embodiment of a third power. The measured curves shown in FIG. 1 represent typical courses of the cell voltage U as a function of time t, measured at electrochemical energy stores at different powers P1, P2 or P3. All four shown measuring curves start at the coordinate origin of the time coordinate at essentially the same cell voltage, the corresponds to the maximum charge of the electrochemical energy storage. The greater the power P1, P2 or P3 emitted during the discharge process, the steeper the drop in the cell voltage U with time t is in general. Thus, the curve belonging to the power P3 has a flatter course than all other measuring curves, which apparently belong to larger power values. In particular, the measurement curve belonging to the power P1 drops steeper than the measurement curve belonging to the power P3, but runs flatter than the measurement curve belonging to the power P1. In this case, the voltage U is generally the sooner equal to the minimum tolerable cell voltage Umin, the steeper the corresponding measurement curve drops.
Obwohl die in Figur 1 gezeigten Messkurven kontinuierlich verlaufen, werden die tatsächlich erhobenen Messkurven vorzugsweise nur für diskrete Zeitwerte abgespeichert, sodass in der Praxis anstelle eines Kontinuums von Spannungs- werten zu einem Kontinuum an Zeitpunkten nur ein endlicher Satz von Messwerten für die Vorhersage der Leistungsfähigkeit zur Verfügung stehen wird. Vorzugsweise wird aus dieser endlichen Zahl von Messwerten durch Anpassung geeigneter Kurvenverläufe ein Kontinuum von Messwerten verfügbar gemacht, indem aus den angepassten Kurvenverläufen zu beliebigen Zeitpunkten t zu- gehörige Spannungswerte U(t) berechnet werden können, die jedoch tatsächlich nicht gemessen wurden. Although the measurement curves shown in FIG. 1 are continuous, the actually collected measurement curves are preferably stored only for discrete time values, so that in practice, instead of a continuum of voltage values to a continuum at points in time, only a finite set of measurement values for the prediction of the performance for Will be available. Preferably, a continuum of measured values is made available from this finite number of measured values by adaptation of suitable curve profiles, in that voltage values U (t) belonging to the adapted curve profiles at arbitrary times t can be calculated, which, however, were actually not measured.
Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Leistungsvorhersage geht von einer vorgegebenen, beispielsweise einer Abfrage zugrunde liegenden Leistung P1 aus, deren zugehörige Messkurve U(t;P1) in der Figur 2 hervorgehobenen dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass im Zeitpunkt der Leistungsvorhersage, also der Vorhersage der Verfüg- barkeit der abzugebenden Leistung, die Zelle, deren Leistung vorherzusagen ist, die Spannung U1 aufweist. Die zur Leistung P1 gehörige Messkurve nimmt den Spannungswert U1 zur Zeit t1 an. Es sei ferner angenommen, dass die Leistung P1 für ein Zeitintervall At benötigt wird. Aus der in der Figur 2 gezeigten Mess- kurve kann entnommen werden, dass die Zellspannung zur Zeit t2 = t1 + At bei Abgabe der konstanten Leistung P1 den Wert U2 annehmen wird. Aus der Figur 2 geht ferner hervor, dass der Spannungswert U2 noch deutlich über dem minimalen Zellspannungswert Umin liegt. Außerdem liegt die Zeit tmax, zu der die Messkurve U(t;P1 ) den Spannungswert Umin annimmt, einigermaßen weit von der Zeit t2, zu der Entladungsvorgang beendet sein wird, entfernt. The exemplary embodiment of a power prediction illustrated in FIG. 2 is based on a predetermined power P1, for example based on a query, whose associated measuring curve U (t; P1) is highlighted in FIG. In this embodiment, it is assumed that at the time of the power prediction, ie the prediction of the availability ability of the power to be delivered, the cell whose power is to be predicted, the voltage U1 has. The measurement curve belonging to the power P1 assumes the voltage value U1 at time t1. It is further assumed that the power P1 is needed for a time interval Δt. It can be seen from the measurement curve shown in FIG. 2 that the cell voltage will assume the value U2 at the time t2 = t1 + Δt when the constant power P1 is delivered. FIG. 2 also shows that the voltage value U2 is still clearly above the minimum cell voltage value Umin. In addition, the time tmax at which the measurement curve U (t; P1) takes the voltage value Umin is reasonably far removed from the time t2 when the discharge operation will be completed.
Aufgrund der Betrachtung des Messkurvenverlaufs, der in Figur 2 gezeigt wird, kann daher gesagt werden, dass eine elektrochemische Zelle, deren elektrochemische Eigenschaften durch den Verlauf der Messkurve U(t;P1 ) in der Figur 2 repräsentiert wird, und die zu Beginn des fraglichen Entladungsvorgangs die Spannung IM aufweist, mit einiger Wahrscheinlichkeit nach dem Entladevorgang bei der Leistung P1 den Spannungswert U2 annehmen wird, der ausreichend weit von dem minimalen Zellspannungswert Umin entfernt liegt, sodass mit ausreichender Wahrscheinlichkeit, Zuverlässigkeit oder Sicherheit davon ausgegangen werden kann, dass der betreffende elektrochemische Energiespeicher in der Lage sein wird, die geforderte Leistung P1 über das geforderte Zeitintervall At abzugeben. Therefore, it can be said that an electrochemical cell whose electrochemical properties are represented by the course of the measurement curve U (t; P1) in FIG. 2, and that at the beginning of the one in question, can be said to be due to consideration of the trace curve shown in FIG Discharge operation has the voltage IM, with some probability after the discharge process at the power P1 will assume the voltage U2, which is sufficiently far from the minimum cell voltage value Umin, so that with sufficient probability, reliability or certainty can be assumed that the relevant electrochemical Energy storage will be able to deliver the required power P1 over the required time interval At.
Sofern also eine qualitative Antwort auf die Frage benötigt wird, ob der elektrochemische Energiespeicher die Leistung P1 über den Zeitraum At abgeben können wird, kann die Antwort auf diese Frage qualitativ "ja" oder "ausreichend wahrscheinlich" oder ähnlich lauten. Um eine quantitative Antwort, beispielsweise in Form einer zahlenmäßigen Wahrscheinlichkeit geben zu können, wären Messreihen erforderlich, die an dem betreffenden elektro- chemischen Energiespeicher oder an gleichartigen elektrochemischen Energiespeichern durchzuführen wären, und bei denen die fragliche Situation mehrfach hintereinander durchgeführt wird. Hierbei könnte vorzugsweise das Alter des elektrochemischen Energiespeichers, dessen Temperatur oder dessen Vorgeschichte Berücksichtigung finden, beispielsweise die Zahl der bereits erfolgten Tiefentladungen, d.h. der Unterschreitungen der minimalen Zellspannung Umin. Vorzugsweise könnten auch Modellwahrscheinlichkeitsverteilungen zugrunde gelegt werden, die die Wahrscheinlichkeit der Gültigkeit der Vorhersage in Abhängigkeit von der Differenz zwischen U2 und Umin und/oder der Differenz zwischen t2 und tmax berücksichtigen. Die freien Parameter solcher Modellwahrscheinlichkeits- Verteilungen würden dabei vorzugsweise in Messreihen ermittelt. Thus, if a qualitative answer to the question is asked as to whether the electrochemical energy store will be able to deliver the power P1 over the time period Δt, the answer to this question may be qualitatively "yes" or "sufficiently probable" or similar. In order to be able to give a quantitative answer, for example in the form of a numerical probability, measurement series would be required which would be performed on the respective electrochemical energy store or on similar electrochemical energy stores and in which the situation in question is carried out several times in succession. In this case, the age of the electrochemical energy store, its temperature or its history could be taken into account, for example, the number of deep discharges that have already taken place, ie the undershooting of the minimum cell voltage Umin. Preferably, model probability distributions may also be used which take into account the probability of the validity of the prediction as a function of the difference between U2 and Umin and / or the difference between t2 and tmax. The free parameters of such model probability distributions would preferably be determined in measurement series.
Das in Figur 3 gezeigte Beispiel bezieht sich auf einen Fall, bei dem die Leistung P2 benötigt wird, wiederum für ein Zeitintervall At. Die momentane Zellspannung U1 des elektrochemischen Energiespeichers gehört auf der zu der Leistung P2 gehörigen Messkurve in Figur 3 zu dem Zeitpunkt t1. Zu dem Zeitpunkt t2 = t1 + At ist die Zellspannung bei einem Entladevorgang mit der Leistung P2 auf die Spannung U2 abgefallen, die deutlich unter der minimalen Zellspannung Umin liegt. Ein Entladevorgang mit dieser Leistung P2 wäre daher nicht oder nur unter Inkaufnahme von Schädigungen oder wenigstens erheblichen Alterungs- prozessen der betreffenden Zelle möglich. Die Vorhersage über die Verfügbarkeit der Leistung P2 für das Zeitintervall At müsste daher ablehnend ausfallen oder zumindest mit einer Warnung versehen sein, dass diese Leistung über dieses Zeitintervall nur unter Inkaufnahme von Schäden an der Zelle entnommen werden kann. Eine weitere mögliche Antwort auf eine Abfrage wäre auch, die Leistung P2 für die Zeit tmax - t1 vorherzusagen, die doch kleiner ist als die vorgegebene Zeit At. The example shown in FIG. 3 relates to a case in which the power P2 is required, again for a time interval Δt. The instantaneous cell voltage U1 of the electrochemical energy store belongs to the measurement curve associated with the power P2 in FIG. 3 at the time t1. At the time t2 = t1 + Δt the cell voltage has fallen during a discharge process with the power P2 to the voltage U2, which is well below the minimum cell voltage Umin. A discharging process with this power P2 would therefore not be possible or only at the expense of damage or at least considerable aging processes of the relevant cell. The prediction of the availability of the power P2 for the time interval Δt should therefore be negative or at least provided with a warning that this power can be taken over this time interval only at the cost of damage to the cell. Another possible answer to a query would also be to predict the power P2 for the time tmax-t1, which is still less than the predetermined time At.
Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt Figur 4, bei dem die Zeit tmax, zu der die Zellspannung bei der Entnahme der Leistung P3 auf den Wert Umin abgefallen ist, deutlich entfernt liegt von der Zeit t2 = t1 + Δ1 , wobei die Zeit t1 wieder der Zeit entspricht, bei der die Messkurve, die zur Leistung P3 gehört, den Spannungswert U1 annimmt, der dem momentanen zellspannungs- elektrochemischen Energiespeichers entspricht. In dieser Situation kann die abgefragte Leistung P3 für den abgefragten Zeitraum At mit großer Wahrscheinlichkeit, Sicherheit oder Zuverlässigkeit zugesagt werden. Die entsprechende Vorhersage fällt daher entsprechend affirmativ aus. Another embodiment is shown in FIG. 4, in which the time tmax at which the cell voltage dropped to the value Umin when the power P3 was taken off is clearly remote from the time t2 = t1 + Δ1, the time t1 again corresponding to the time in which the trace belonging to the power P3 assumes the voltage value U1 corresponding to the instantaneous cell voltage corresponds to electrochemical energy storage. In this situation, the retrieved power P3 for the retrieved period Δt can be assured with high probability, safety or reliability. The corresponding prediction is therefore affirmative.

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Vorhersage der durch einen elektrochemischen Energiespeicher abgebbaren Leistung, bei dem wenigstens eine Messung aus einer Mehrzahl von an einem elektrochemischen Energiespeicher gleicher Bauweise bei einer Mehrzahl von Entladungen des elektrochemischen Energiespeichers mit zeitlich konstanter Leistungsabgabe vorab durchgeführten und gespeicherten Messungen der Zellspannung in Abhängigkeit von der Zeit informationstechnisch verarbeitet wird. A method for predicting the outputable by an electrochemical energy storage power, wherein the at least one measurement of a plurality of an electrochemical energy storage of the same construction in a plurality of discharges of the electrochemical energy store with temporally constant power output previously performed and stored measurements of the cell voltage as a function of time is processed by information technology.
Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem wenigstens eine Messung aus einer Mehrzahl von nach Betriebstemperaturen des elektrochemischen Energiespeichers parametrisierten Messungen der Zellspannung in Abhängigkeit von der Zeit informationstechnisch verarbeitet wird. The method of claim 1, wherein at least one measurement of a plurality of parameterized according to operating temperatures of the electrochemical energy storage measurements of the cell voltage as a function of time is processed by information technology.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Vorhersage eine Antwort auf eine informationstechnische Anfrage eines Verbrauchers oder einer Steuereinrichtung eines Verbrauchers ist, die sich auf eine abzugebende Leistung P und ein Zeitintervall At bezieht, über welches diese abzugebende Leistung durch den elektrochemischen Energiespeicher an den Verbraucher abzugeben wäre. The method of claim 1 or 2, wherein the prediction is a response to an information technology request of a consumer or a control device of a consumer relating to a power P to be delivered and a time interval At, over which this output power to be given by the electrochemical energy store to the Consumers would be delivered.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem, falls die abzugebende Leistung nicht mit einem der Leistungswerte übereinstimmt, für welche die Messungen durchgeführt wurden, die Vorhersage durch eine Interpolation zwischen Messungen für Leistungswerte gewonnen wird, die der abzugebenden Leistung benachbart sind. The method of claim 3, wherein if the power to be delivered does not match any of the power values for which the measurements were taken, the prediction is obtained by interpolating between measurements for power values adjacent to the power to be output.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die Antwort auf eine Anfrage, ob eine abzugebende Leistung P über ein Zeitintervall At abgegeben werden kann, in Form einer Wahrscheinlichkeitsangabe erfolgt. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die Antwort auf eine Anfrage, ob eine abzugebende Leistung P über ein Zeitintervall At abgegeben werden kann, in Form einer Auswahl einer Formalantwort aus einer Mehrzahl von Formalantworten erfolgt, von denen jede für eine Wahrscheinlichkeit, für eine Zuverlässigkeit oder für die Sicherheit steht, mit der die abzugebende Leistung P über das Zeitintervall At abgegeben werden kann. Method according to Claim 3 or 4, in which the response to a request as to whether a power P to be outputted over a time interval At is given in the form of a probability specification. A method as claimed in claim 3 or 4, wherein the response to a request for performance P to be delivered over a time interval At is in the form of selection of a formal response from a plurality of formal responses, each of which is indicative of a probability Reliability or safety with which the power P to be delivered can be delivered over the time interval Δt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem zur Vorhersage folgende Schritte durchgeführt werden: Method according to one of Claims 3 to 6, in which the following steps are carried out for prediction:
a) es wird ein erster Messpunkt MP1 auf einer Messkurve MK(P) zu der abzugebenden Leistung P ermittelt, dessen Zellspannung U1 möglichst nahe bei der aktuellen Zellspannung des elektrochemischen Energiespeichers liegt; a) a first measurement point MP1 on a measurement curve MK (P) to the output power P is determined whose cell voltage U1 is as close as possible to the actual cell voltage of the electrochemical energy store;
b) es wird die Zellspannung U2 ermittelt, die zu dem zweiten Messpunkt MP2 auf der Messkurve MK(P) zu der abzugebenden Leistung P gehört, dessen Zeitkoordinate t2 = t1 + At von der Zeitkoordinate t1 des ersten Messpunktes MP1 um das Zeitintervall At verschoben ist; und b) the cell voltage U2 is determined which belongs to the second measurement point MP2 on the measurement curve MK (P) to the output power P whose time coordinate t2 = t1 + At of the time coordinate t1 of the first measurement point MP1 is shifted by the time interval At ; and
c) die Antwort wird in Abhängigkeit von der Zellspannung U2 ermittelt. c) the response is determined as a function of the cell voltage U2.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die ermittelte Zellenspannung U2 vor der Erzeugung der Antwort noch um einen Betrag AU korrigiert wird, der eine mögliche oder tatsächliche Änderung des Innenwiderstandes des elektrochemischen Energiespeichers ab seiner Inbetriebnahme, insbesondere durch Alterung des elektrochemischen Energiespeichers, berücksichtigen soll. The method of claim 7, wherein the determined cell voltage U2 is corrected before the generation of the answer by an amount AU, which should consider a possible or actual change of the internal resistance of the electrochemical energy storage from its commissioning, in particular by aging the electrochemical energy storage.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Zusage einer angefragten Leistung P für ein Zeitintervall At umso eher gegeben wird, je größer die geschätzte Differenz zwischen der Zellspannung nach der Abgabe der angefragten Leistung und der kleinsten zulässigen Zellspannung ist. Method according to Claim 7 or 8, in which the promise of a requested power P for a time interval Δt is the sooner given, the greater the is the estimated difference between the cell voltage after the delivery of the requested power and the minimum allowable cell voltage.
Steuereinrichtung für einen elektrochemischen Energiespeicher, welche ausgestaltet ist, um das Verfahren zur Vorhersage der durch den elektrochemischen Energiespeicher abgebbaren Leistung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen. Control device for an electrochemical energy store, which is designed to perform the method for predicting the deliverable by the electrochemical energy storage power according to one of claims 1 to 9.
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