EP2692012A1 - Verfahren zur steuerung und handhabung von elektrochemischen zellen bzw. von batterien, elektrochemische zelle und batterie - Google Patents

Verfahren zur steuerung und handhabung von elektrochemischen zellen bzw. von batterien, elektrochemische zelle und batterie

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EP2692012A1
EP2692012A1 EP12712069.9A EP12712069A EP2692012A1 EP 2692012 A1 EP2692012 A1 EP 2692012A1 EP 12712069 A EP12712069 A EP 12712069A EP 2692012 A1 EP2692012 A1 EP 2692012A1
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EP
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battery
electrochemical cell
par
data
unit
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Withdrawn
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EP12712069.9A
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Tim Schaefer
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Li Tec Battery GmbH
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Li Tec Battery GmbH
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Publication date
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    • 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 handling and maintaining an electrochemical cell, a method for handling and maintaining a battery comprising said electrochemical cells, an electrochemical cell configured to carry out the method, and a corresponding battery having said electrochemical cells.
  • Electrochemical energy stores also referred to below as electrochemical or galvanic cells
  • electrochemical or galvanic cells are frequently produced in the form of stackable units, from which by combining a plurality of such cells so-called batteries for various applications, in particular for use in electrically powered motor vehicles can be produced.
  • the invention will be described in relation to the use in a motor vehicle, wherein, however, it should be noted that such a method and a correspondingly designed electrochemical cell or such a battery, regardless of motor vehicles z. B. can be operated in a stationary operation.
  • the prior art discloses methods for handling and maintaining electrochemical cells or of batteries as well as correspondingly configured ones electrochemical cells or batteries known, their handling and maintenance, however, is complicated.
  • the present invention has for its object to provide an improved technical teaching on the handling and maintenance of electrochemical cells and / or batteries.
  • a method for handling and maintaining an electrochemical cell preferably a battery comprising a number of such electrochemical cells, with a controller, in particular a cell controller, preferably a battery controller, with at least one sensor connected to the controller for detection of parameter data of the electrochemical cell or of the battery, having a memory device, which preferably has a non-volatile memory, in particular a flash memory, and having a unit for data transmission
  • the method comprises the steps of: acquiring parameter data the electrochemical cell or the battery, supplying the detected parameter data to the cell controller, calculating control data in dependence on the supplied parameter data in the controller, supplying the control data to the memory device, reading the control data from the storage device to the unit for data transmission, and transmitting the read out control data via the unit for data transmission to a display device, in particular a wireless transmission of the read control data via the unit for data transmission to the display device.
  • An advantage of this embodiment is that a user z. B. for operating and service purposes with the control data, the state of the electrochemical cell or the battery can easily detect, if necessary, to initiate measures to maintain or increase the performance or security. It is also possible that during maintenance work in a workshop selectively electrochemical cells or targeted batteries are exchanged to z. B. to upgrade the overall performance increase. This is advantageous, in particular, for determining the condition of an easily damaged electrochemical cell or a corresponding arrangement of electrochemical cells or a battery which has fallen out of the maintenance service, since the cells or the arrangement of the cells or the battery must not be transported.
  • tax data should not only be understood to mean a plurality of tax data, but possibly also a single tax date. Accordingly, in this context, not only a number of predetermined control values but also, if appropriate, a single predetermined control value should be understood under predetermined control values.
  • an electrochemical cell is to be understood as meaning an electrochemical energy store, that is to say a device which stores energy in chemical form, delivers it in electrical form to a consumer and preferably can also receive it in electrical form from a charging device.
  • electrochemical Energy stores are galvanic cells or fuel cells.
  • the electrochemical cell has at least a first and a second device for storing electrically different charges, and a means for producing an electrical active connection of these two devices, wherein charge carriers can be moved between these two devices. Under the means for producing an electrical active compound z. B. to understand an electrolyte, which acts as an ion conductor.
  • a sensor is to be understood as a device for detecting at least one parameter of the electrochemical cell or of the battery. This may include means for detecting electrical quantities, such. As the voltage, the current, the capacity, the charge or the temperature, the pressure or the installation position of the electrochemical cell or the battery.
  • a method for handling and maintaining an electrochemical cell having at least one sensor for acquiring parameter data of the electrochemical cell or the battery, with a memory device, which preferably has a nonvolatile memory, in particular a flash memory, and with a unit for data transmission
  • the method comprises the steps of: acquiring parameter data of the electrochemical cell or the battery, supplying the acquired parameter data to the memory device, reading the stored parameter data from the memory device to the unit for data transmission , and transmitting the read-out parameter data via the unit for data transmission to a display device, in particular a wireless transmission of the read-out parameter data via the unit for data transmission to the display device.
  • An advantage of this embodiment is that a user z. B. for operating and service purposes with the parameter data, the state, the electrochemical cell or the battery can easily detect, in order to if action is taken to maintain or increase performance or safety.
  • parameter data should be understood to mean not only a plurality of parameter data, but possibly also a single parameter datum. Accordingly, in this context, not only a number of predetermined parameter values but, if appropriate, also a single predetermined parameter value should be understood by predetermined parameter values
  • At least one of the parameter data of the electrochemical cell or battery to be detected by the sensor is preferably selected from a parameter group which comprises at least one of the following parameters: state of charge (SOC) of the electrochemical cell or battery, Temperature of the electrochemical cell or of the battery, voltage of the electrochemical cell or of the battery, loading of the electrochemical cell or the battery, charging behavior of the electrochemical cell or the battery, state of a protective device, in particular a PTC thermistor or a current interrupting device, function of the sensor , or pressure in the electrochemical cell or battery.
  • SOC state of charge
  • Temperature of the electrochemical cell or of the battery Temperature of the electrochemical cell or of the battery
  • voltage of the electrochemical cell or of the battery voltage of the electrochemical cell or of the battery
  • loading of the electrochemical cell or the battery loading of the electrochemical cell or the battery
  • charging behavior of the electrochemical cell or the battery state of a protective device, in particular a PTC thermistor or a current interrupting device, function of the sensor
  • an algorithm and / or periodically provides an algorithm which determines these parameters, in particular the operating states such as temperature, load, charging behavior and / or the functions of the protective devices and the sensors in or on the electrochemical cell or battery checks and saves, so that these data are available in the field if necessary without much testing.
  • the method comprises the step: reading from the electrochemical cell or the barcode information associated with the battery.
  • the method particularly preferably has at least one of the following steps: enabling the electrochemical cell or battery via the data transmission unit in dependence on the displayed control data or the displayed parameter data, performing a treatment of the electrochemical cell or the battery or a release of the electrochemical cell or the battery for transport.
  • An advantage of this method is that the safety can be improved and a basis for assessing whether a component is possibly subject to a transport prohibition or in which state, in particular state of charge (SOC), the electrochemical cell or the battery is located.
  • SOC state of charge
  • module cells are protective devices such.
  • PTC power interruption devices and the like to the cell contacts or in cells or on or in the battery.
  • PTC power interruption devices and the like to the cell contacts or in cells or on or in the battery.
  • the cell or battery is possibly damaged in a high state of charge, so that it is advantageous to draw conclusions about the concrete type of components, the protection devices, the test status of the components, which otherwise only very consuming can be obtained in electrical-electrochemical workshops or in battery construction.
  • a production batch, a deposited UN certification of the components and up-to-date data of the components and protective devices make it possible for the user to make detailed forecasts and / or maintenance and / or repairs.
  • the method can include the step of: enabling the electrochemical cell or battery via the data transmission unit in dependence on the control data displayed in the step and on the bar code information read out in the step or in dependence on those displayed in the step Parameter data and of the barcode information read out in the step.
  • At least one of the parameter data of the electrochemical cell or of the battery to be detected by the sensor is preferably selected from a parameter group which comprises at least one of the following parameters: number of charging cycles in the electrochemical cell or Battery, history of the previously performed charge cycles in the electrochemical cell or the battery, capacity of the electrochemical cell or the battery at the last complete load, original capacity of the electrochemical cell or the battery, maximum voltage of the electrochemical cell or the battery the last complete charge, original voltage of the electrochemical cell or battery, or manufacturer of the electrochemical cell or battery.
  • an electrochemical cell having a controller, in particular a cell controller, having at least one sensor for acquiring parameter data of the electrochemical cell or a battery, having at least one memory device, which preferably has a nonvolatile memory, in particular a flash memory , and with at least one unit for signal transmission, in particular a unit for wireless signal transmission, achieved in that the electrochemical cell is designed for performing one of the aforementioned methods.
  • a controller in particular a cell controller, having at least one sensor for acquiring parameter data of the electrochemical cell or a battery, having at least one memory device, which preferably has a nonvolatile memory, in particular a flash memory , and with at least one unit for signal transmission, in particular a unit for wireless signal transmission, achieved in that the electrochemical cell is designed for performing one of the aforementioned methods.
  • the senor is preferably designed to record parameter data of the electrochemical cell or of the battery which are selected from a parameter group which comprises at least one of the following parameters: state of charge of the electrochemical cell or of the battery, temperature of the electrochemical cell or of the battery, voltage of the electrochemical cell or of the battery, loading of the electrochemical cell or of the battery, charging behavior of the electrochemical cell or of the battery, state of a protective device arranged on or in the electrochemical cell or on or in the battery , in particular a cold conductor or a current interrupt device, function of the sensor, or pressure in the electrochemical cell or the battery.
  • a parameter group which comprises at least one of the following parameters: state of charge of the electrochemical cell or of the battery, temperature of the electrochemical cell or of the battery, voltage of the electrochemical cell or of the battery, loading of the electrochemical cell or of the battery, charging behavior of the electrochemical cell or of the battery, state of a protective device arranged on or in the electrochemical cell or on or in the battery , in particular a cold conduct
  • the senor may comprise at least one of the following sensor units: a charge state sensor unit, a temperature sensor unit, a voltage sensor unit or a pressure sensor unit.
  • the memory device is designed to store at least one of the following parameters: number of charge cycles so far carried out in the electrochemical cell or the battery, course of the previously performed charging cycles in the electrochemical cell or the battery, capacity of Electrochemical cell or the battery at the last full load, original capacity of the electrochemical cell or the battery, maximum voltage of the electrochemical cell or the battery at the last complete load, original voltage of the electrochemical cell or the battery, or manufacturer of electrochemical cell or the battery.
  • the electrochemical cell can have a disconnection device, which is designed to enable the electrochemical cell or the battery via the unit for wireless signal transmission.
  • the present invention relates to an arrangement of such electrochemical cells, which is designed for use in a motor vehicle. More particularly, the present invention relates to a battery having a number of the above-mentioned electrochemical cells. This embodiment has the advantage that damage to the electrochemical cells can be avoided in the event of faulty installation.
  • Fig. 1a is a flow chart for handling and maintenance electrochemical
  • Fig. 1 b is a flow chart for handling and maintenance of electrochemical
  • Fig. 2a is a flowchart for handling and maintenance electrochemical
  • Fig. 2b is a flow chart for handling and maintenance electrochemical
  • Fig. 3a is a flowchart for handling and maintenance electrochemical
  • Fig. 3b is a flow chart for handling and maintenance electrochemical
  • Fig. 4a is a flowchart for handling and maintenance electrochemical
  • Fig. 4b is a flow chart for handling and maintenance of electrochemical
  • Cells or a battery according to a modification of the second exemplary embodiment of the method is a schematic representation of the electrochemical cell according to a first embodiment of the cell
  • FIG. 6 is a schematic representation of the electrochemical cell according to a second embodiment of the cell
  • Fig. 7 is a schematic representation of the electrochemical cell according to a third embodiment of the cell.
  • Fig. 8 is a schematic representation of the electrochemical cell according to a fourth embodiment of the cell.
  • FIG. 1a shows a flow chart of a first embodiment of a method for handling and maintaining electrochemical cells 1 and a battery according to the present invention.
  • parameter data D Par the electrochemical cell 1 and the battery detected
  • the detected parameter data D par a controller 3 supplied.
  • the controller 3 may be configured as a cell controller with battery management functions.
  • the cell controller may also have battery management functions.
  • Control data D Sw t- are calculated by means of the controller 3, which are supplied in a step S4 to a memory device 5, which may preferably have a nonvolatile memory, in particular a flash memory.
  • a step S5 the control data D Sw t - a unit 2 are supplied to the data transmission and in a step S6, the control data Dswt- transferred to a display unit, not shown in the figures.
  • the unit 2 for data transmission can have a connection for a wired data transmission to the display unit or a component for a wireless data transmission, in particular an RFID.
  • step S8 it is automatically and / or determined by a user of the display unit whether the transmitted control data D Sw t. have at least one predetermined control value W Sw t-. If the control data D Sw t- have at least one predetermined control value, an instruction is made in a step S9.
  • step S9 comprises at least one of the following steps: a step S10 of disconnecting the electrochemical cell 1 or the battery via the data transmission unit 2, a step S11 of performing a treatment of the electrochemical cell 1 or a step S12 of releasing the electrochemical cell Cell 1 for transport.
  • 1 b shows a flow chart of a modification of the first exemplary embodiment of a method for handling and maintaining electrochemical cells 1 or a battery.
  • the modification of the first embodiment instead of the step S8, it is determined in a step S8 'whether the transmitted control data Dswt- does not have a predetermined control value W Sw t-. If the control data Dswt- does not have a predetermined control value Wswt-, an instruction is made in a step S9. It is also possible according to the present invention that, in a further modification of the first embodiment, not shown in the figures, in a step S8 "it is determined whether first predetermined control values W Sw- present and / or second predetermined control values W Sw- not available.
  • FIG. 2a shows a flowchart of a second exemplary embodiment of a method for handling and maintaining electrochemical cells 1 or a battery according to the present invention.
  • the electrochemical cell 1 or the battery associated bar code information is preferably read with a arranged on the display unit or associated with this bar code reading device, wherein in a step S8b it is automatically and / or determined by a user of the display unit in dependence on the barcode information read out in step S7 whether the transmitted control data D Sw t- have at least one predetermined control value W Sw t-.
  • step S8b it is determined in a step S8b 'depending on the bar code information read out in step S7 whether the transmitted control data D S wt- is a predetermined control value W Sw t. do not have. If the control data D Sw t- does not have a predetermined control value W Sw t-, an instruction is initiated in a step S9.
  • step S8b it is determined in a step S8b "depending on the barcode information read out in step S7 whether first predetermined control values W Swt - exist and / or second predetermined control values W Sw t- not present.
  • FIG. 3a shows a flow chart of a third exemplary embodiment of a method for handling and maintaining electrochemical cells 1 or a battery according to the present invention.
  • parameter data D Par . the electrochemical cell 1 or the battery detected and in a step S4a, the detected parameter data D par .
  • a storage device 5 which may preferably have a non-volatile memory, in particular a flash memory supplied.
  • the parameter data D Par . a unit 2 for data transmission and in a step S6a, the parameter data D par . to a display unit, not shown in the figures transfer.
  • the unit 2 for data transmission can have a connection for a wired data transmission to the display unit or a component for a wireless data transmission, in particular an RFID.
  • step S8a it is automatically and / or determined by a user of the display unit whether the transmitted parameter data D par . at least one predetermined parameter value W Par . exhibit. If the transmitted parameter data D par . at least one predetermined parameter value W Par . an instruction is initiated in a step S9.
  • step S9 comprises at least one of the following steps: a step S10 of disconnecting the electrochemical cell 1 or the battery via the data transmission unit 2, a step S11 of performing a treatment of the electrochemical cell 1 or the battery or a step S12 releasing the electrochemical cell 1 or the battery for transportation.
  • FIG. 3b shows a flow chart of a modification of the third exemplary embodiment of a method for handling and maintaining electrochemical cells 1 or a battery.
  • step S8a it is determined in a step S8a 'whether the transmitted parameter data D Par . a predetermined parameter value W Par . do not have. If the transmitted parameter data D par . a predetermined parameter value W Par . do not have, an instruction is made in a step S9. It is also possible according to the present invention that in a further modification of the first embodiment, not shown in the figures, it is determined in a step S8a "whether first predetermined parameter values W Par . Are present and / or second predetermined parameter values W Par . FIG.
  • step S7 the electrochemical cell 1 or the battery associated barcode information is preferably read with a display unit arranged on or associated with this barcode reading device, in a step S8c automatically and / or by a user of the display unit in Depending on the barcode information read out in step S7, it is determined whether the transmitted parameter data D par . at least one predetermined parameter value W Par . exhibit.
  • FIG. 4 b shows a flow chart of a modification of the fourth exemplary embodiment of a method for handling and maintaining electrochemical cells 1 or a battery.
  • the fourth exemplary embodiment instead of the step S8c, it is determined in a step S8c 'depending on the bar code information read out in the step S7 whether the transmitted parameter data D par . a predetermined parameter value W Par . do not have. If the parameter data D par . a predetermined parameter value W Par . do not have, an instruction is made in a step S9.
  • FIGS 5 to 8 are schematic representations in plan and cross-section of embodiments of an electrochemical cell 1 according to the present invention.
  • an electrochemical cell 1 has a unit 2 for data transmission, a controller 3, which may be preferably designed as a cell controller with a battery management, a sensor 4 and a memory device 5, which is preferably arranged on or in the cell controller 3 and which may have a nonvolatile memory, in particular a flash memory.
  • the sensor 4 may be connected to both the controller 3 and the data transmission unit 2.
  • the electrochemical cell 1 may have a protective device 6 preferably connected to the controller 3, in particular a PTC thermistor or a current interrupt device.
  • bar code information may be attached to the electrochemical cell 1 in the figure.
  • the senor 4 not to be connected directly to the unit 2 for data transmission, but only indirectly via the controller 3 to the unit 2 Data transmission is connected.
  • the sensor 4 is also possible for the sensor 4 to be connected to the protective device 6.
  • a fourth exemplary embodiment of a cell shown in FIG. 8 in contrast to the first exemplary embodiment, it is also possible that the sensor 4 is not connected directly to the unit 2 for data transmission, but only indirectly via the controller 3 to the unit 2 Dates- Transmission is connected, and that the sensor 4 is connected to the protection device 6.
  • the storage device 5 is not assigned to the controller 3, but the sensor 4 or the protective device 6 or the unit 2 for data transmission.
  • the present invention further relates to a battery having these electrochemical cells, in particular a battery designed for use in a motor vehicle with these electrochemical cells.
  • control data has predetermined control values S8a determining whether control data does not include predetermined control values S8a determining whether parameter data comprises predetermined parameter values S8a 'determining whether parameter data does not have predetermined parameter values
  • Control data does not have predetermined control values
  • Parameter data do not have predetermined parameter values

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Abstract

Ein Verfahren zur Handhabung und Wartung einer elektrochemischen Zelle (1), vorzugsweise einer eine Anzahl elektrochemischer Zellen (1) aufweisenden Batterie, mit einer Steuerung (3), insbesondere einer Zellensteuerung, vorzugsweise einer Batteriesteuerung, mindestens einem mit der Steuerung (3) verbundenen Sensor (4) zur Erfassung von Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle (1) bzw. der Batterie, einer Speichervorrichtung (5), die vorzugsweise einen nichtflüchtigen Speicher, insbesondere einen Flash-Speicher aufweist, und einer Einheit (2) zur Datenübertragung weist auf: (S1) ein Erfassen von Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle (1) bzw. der Batterie, (S2) ein Zuführen der erfassten Parameterdaten (DPar.) an die Steuerung (3), (S3) ein Berechnen von Steuerdaten (DStr.) in Abhängigkeit von den zugeführten Parameterdaten (DPar.) mit der Steuerung (3), (S4) ein Zuführen der Steuerdaten (DStr.) an die Speichervorrichtung (5), (S5) ein Auslesen der Steuerdaten (DStr.) aus der die Speichervorrichtung (5) an die Einheit (2) zur Datenübertragung, und (S6) ein Übertragen der ausgelesenen Steuerdaten (DStr.) über die Einheit (2) zur Datenübertragung an eine Anzeigevorrichtung, insbesondere drahtloses Übertragen der ausgelesenen Steuerdaten (DStr.) über die Einheit (2) zur Datenübertragung an die Anzeigevorrichtung.

Description

Verfahren zur Steuerung und Handhabung von elektrochemischen Zellen bzw. von Batterien, elektrochemische Zelle und Batterie
B e s c h r e i b u n g
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE10-201 1 -015746 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Handhabung und Wartung einer elektrochemischen Zelle, ein Verfahren zur Handhabung und Wartung einer Batterie, welche diese elektrochemischen Zellen aufweist, eine zur Durchführung des Verfahrens ausgestaltete elektrochemische Zelle sowie eine entsprechende Batterie, welche diese elektrochemischen Zellen aufweist.
Elektrochemische Energiespeicher, im Folgenden auch als elektrochemische oder galvanische Zellen bezeichnet, werden häufig in der Form stapelbarer Einheiten hergestellt, aus denen durch Zusammenfassung einer Mehrzahl solcher Zellen so genannte Batterien für verschiedene Anwendungen, insbesondere für einen Einsatz in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen hergestellt werden können. Die Erfindung wird in Bezug auf den Einsatz in einem Kraftfahrzeug beschreiben, wobei allerdings darauf hinzuweisen ist, dass ein derartiges Verfahren und eine entsprechend ausgestaltete elektrochemische Zelle bzw. eine derartige Batterie auch unabhängig von Kraftfahrzeugen z. B. in einem stationären Einsatz betrieben werden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Handhabung und Wartung elektrochemischer Zellen bzw. von Batterien sowie entsprechend ausgestaltete elektrochemische Zellen bzw. Batterien bekannt, deren Handhabung und Wartung allerdings kompliziert ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte technische Lehre zur Handhabung und Wartung von elektrochemischen Zellen und/oder von Batterien anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Handhabung und Wartung einer elektrochemischen Zelle bzw. einer Batterie, die eine Anzahl solcher elektrochemischer Zellen aufweist, nach Anspruch 1 und durch eine elektrochemische Zelle nach Anspruch 11 sowie durch eine Batterie, die eine Anzahl solcher elektrochemischer Zellen aufweist, nach Anspruch 16 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Nach einem ersten Gesichtspunkt wird bei einem Verfahren zur Handhabung und Wartung einer elektrochemischen Zelle, vorzugsweise einer Batterie, die eine Anzahl solcher elektrochemischer Zellen aufweist, mit einer Steuerung, insbesondere einer Zellensteuerung, vorzugsweise einer Batteriesteuerung, mit mindestens einem mit der Steuerung verbundenen Sensor zur Erfassung von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, mit einer Speichervorrichtung, die vorzugsweise einen nichtflüchtigen Speicher, insbesondere einen Flash-Speicher aufweist, und mit einer Einheit zur Daten- Übertragung, dadurch gelöst, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: ein Erfassen von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, ein Zuführen der erfassten Parameterdaten an die Zellensteuerung, ein Berechnen von Steuerdaten in Abhängigkeit von den zugeführten Parameterdaten in der Steuerung, ein Zuführen der Steuerdaten an die Speichervorrichtung, ein Auslesen der Steuerdaten aus der Speichervorrichtung an die Einheit zur Datenübertragung, und ein Übertragen der ausgelesen Steuerdaten über die Einheit zur Datenübertragung an eine Anzeigevorrichtung, insbesondere ein drahtloses Übertragen der ausgelesen Steuerdaten über die Einheit zur Datenübertragung an die Anzeigevorrichtung. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass ein Benutzer z. B. für Bedienungs- und Servicezwecke mit den Steuerdaten den Zustand der elektrochemische Zelle bzw. der Batterie einfach erfassen kann, um gegebenenfalls Maßnahmen zur Aufrechterhaltung oder Erhöhung der Leistung oder Sicherheit zu veranlassen. Auch ist es möglich, dass bei Wartungsarbeiten in einer Werkstatt gezielt elektrochemischen Zellen bzw. gezielt Batterien ausgetauscht werden, um z. B. zur Aufrüstung die Gesamtleistung zu erhöhen. Besonders für die Bestimmung des Zustands einer leicht beschädigten oder aus dem Wartungsservice herausgefallenen elektrochemischen Zelle bzw. einer entsprechenden Anordnung elektrochemischer Zellen bzw. einer Batterie ist dies vorteilhaft, da die Zellen oder die Anordnung der Zellen oder die Batterie nicht transportiert werden darf. Darüber hinaus ist besonders bei großen Batteriebaugruppen unter Sicherheitsgesichtspunkten für einen Monteur oder den Service vorteilhaft, insbesondere die Informationen über Steuerdaten und/oder Parameterdaten gut zur Verfügung zu bekommen. Dies ist von besonderen Vorteil, wenn die Batterie ausgefallen ist, Schutzbauteile ausgelöst worden sind oder ein Batteriemanagementsystem BMS bzw. ein Batterie-management- monitoringsystem BMMS oder eine Schutzschaltung versagt bzw. ihren Betrieb eingestellt haben. Unter Steuerdaten soll in diesem Zusammenhang nicht nur eine Mehrzahl an Steuerdaten, sondern gegebenenfalls auch ein einzelnes Steuerdatum verstanden werden. Dementsprechend soll in diesem Zusammenhang unter vorbestimmten Steuerwerten nicht nur eine Anzahl an vorbestimmten Steuerwerten, sondern gegebenenfalls auch ein einzelner vorbestimmter Steuerwert ver- standen werden.
Unter einer elektrochemischen Zelle soll in diesem Zusammenhang ein elektrochemischer Energiespeicher verstanden werden, also eine Einrichtung, die Energie in chemischer Form speichern, in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben und vorzugsweise auch in elektrischer Form aus einer Lade- einrichtung aufnehmen kann. Wichtige Beispiele für solche elektrochemischen Energiespeicher sind galvanische Zellen oder Brennstoffzellen. Die elektrochemische Zelle weist wenigstens eine erste und eine zweite Einrichtung zur Speicherung elektrisch unterschiedlicher Ladungen, sowie ein Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung dieser beider genannten Einrichtungen auf, wobei Ladungsträger zwischen diesen beiden Einrichtungen verschoben werden können. Unter dem Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung ist z. B. ein Elektrolyt zu verstehen, welcher als lonenleiter wirkt.
Unter einem Sensor ist eine Einrichtung zur Erfassung von mindestens einem Parameter der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie zu verstehen. Dies können Einrichtungen zum Erfassen elektrischer Größen, wie z. B. der Spannung, des Stroms, der Kapazität, der Ladung oder auch der Temperatur, des Druckes oder auch der Einbauposition der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie sein.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt wird bei einem Verfahren zur Handhabung und Wartung einer elektrochemischen Zelle mit mindestens einem Sensor zur Erfassung von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, mit einer Speichervorrichtung, die vorzugsweise einen nichtflüchtigen Speicher, insbesondere einen Flash-Speicher aufweist, und mit einer Einheit zur Datenübertragung, dadurch gelöst, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: ein Erfassen von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, ein Zuführen der erfassten Parameterdaten an die Speichervorrichtung, ein Auslesen der gespeicherten Parameterdaten aus der die Speichervorrichtung an die Einheit zur Datenübertragung, und ein Übertragen der ausgelesen Parameterdaten über die Einheit zur Datenübertragung an eine Anzeigevorrichtung, insbesondere ein drahtloses Übertragen der ausgelesen Parameterdaten über die Einheit zur Datenübertragung an die Anzeigevorrichtung.
Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass ein Benutzer z. B. für Bedienungs- und Servicezwecke mit den Parameterdaten den Zustand, der elektrochemische Zelle bzw. der Batterie einfach erfassen kann, um gegebenen- falls Maßnahmen zur Aufrechterhaltung oder Erhöhung der Leistung oder der Sicherheit zu veranlassen.
Unter Parameterdaten soll in diesem Zusammenhang nicht nur eine Mehrzahl an Parameterdaten, sondern gegebenenfalls auch ein einzelnes Parameter- datum verstanden werden. Dementsprechend soll in diesem Zusammenhang unter vorbestimmten Parameterwerten nicht nur eine Anzahl an vorbestimmten Parameterwerten, sondern gegebenenfalls auch ein einzelner vorbestimmter Parameterwert verstanden werden
Bevorzugt wird bei den Verfahren zur Handhabung und Wartung mindestens eine der von dem Sensor zu erfassenden Parameterdaten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie aus einer Parametergruppe ausgewählt, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst: Ladezustand (SOC) der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Temperatur der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Spannung der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Belastung der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Ladeverhalten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Zustand einer Schutzvorrichtung, insbesondere eines Kaltleiters oder einer Stromunterbrechungsvorrichtung, Funktion des Sensors, oder Druck in der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist bei einer Wartung und/oder periodisch ein Algorithmus vorgesehen, der diese Parameter, insbesondere die Betriebszustände wie Temperatur, Belastung, Ladeverhalten und/oder die Funktionen der Schutzvorrichtungen und der Sensoren in den oder an der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie prüft und abspeichert, wodurch diese Daten im Bedarfsfall vor Ort ohne großen Prüfaufwand zur Verfügung stehen.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verfahren den Schritt aufweist: Auslesen von der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie zugeordneten Barcode-Informationen. Besonders bevorzugt weist das Verfahren mindestens einen der Schritte auf: ein Freischalten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie über die Einheit zur Datenübertragung in Abhängigkeit von den angezeigten Steuerdaten bzw. von den angezeigten Parameterdaten, ein Durchführen einer Behandlung der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie oder ein Freigeben der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie zum Transport. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Sicherheit verbessert werden kann und eine Grundlage zur Beurteilung bereit gestellt wird, ob eine Komponente gegebenenfalls einem Transportverbot unterliegt oder in welchen Zustand, insbesondere Ladezustand (SOC) sich die elektrochemische Zelle bzw. die Batterie befindet. In großformatigen und kleinformatigen Baugruppenzellen sind Schutzvorrichtungen wie z. B. Kaltleiter (PTC) oder Stromunterbrechungsvorrichtungen und dergleichen an den Zellkontaktierungen oder in Zellen bzw. an oder in der Batterie angeordnet. Bei oder nach einer deren Auslösung befindet sich die Zelle bzw. die Batterie gegebenenfalls geschädigt in einem hohen Ladezustand, so dass es vorteilhaft ist, Rückschlüsse auf den konkreten Bautyp der Komponenten, der Schutzvorrichtungen, die Prüfstatus der Bauteile ziehen zu können, die andernfalls nur sehr aufwändig in elektrisch-elektrochemischen Werkstätten oder im Batteriebau gewonnen werden können. Über eine Herstellungscharge, eine hinterlegte UN-Zertifizierung der Bauteile und aktuellen Daten der Bauteile und Schutzvorrichtungen werden für den Benutzer vor ausführliche Prognosen und/oder Wartungen und/oder Reparaturen möglich.
Des Weiteren kann das Verfahren den Schritt aufweisen: Freischalten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie über die Einheit zur Datenüber- tragung in Abhängigkeit von den im Schritt angezeigten Steuerdaten und von den im Schritt ausgelesenen Barcode-Information bzw. in Abhängigkeit von den im Schritt angezeigten Parameterdaten und von den im Schritt ausgelesenen Barcode-Information. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass bestimmte Schritte veranlasst werden können, welche die Effektivität des Betriebs der Batterie verbessern und zur Gesamteffizienz des Systems nachhaltig beitragen. Bei dem Verfahren zur Handhabung und Wartung wird bevorzugt mindestens einer der von dem Sensor zu erfassenden Parameterdaten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie aus einer Parametergruppe ausgewählt, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst: Anzahl der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Verlauf der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Kapazität der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie bei der letzten vollständigen Beladung, ursprüngliche Kapazität der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, maximale Spannung der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie bei der letzten vollständigen Beladung, ursprüngliche Spannung der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, oder Hersteller der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt wird bei einer elektrochemischen Zelle mit einer Steuerung, insbesondere einer Zellensteuerung, mit mindestens einem Sensor zur Erfassung von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle bzw. einer Batterie, mit mindestens einer Speichervorrichtung, die vorzugsweise einen nichtflüchtigen Speicher, insbesondere einen Flash-Speicher aufweist, und mit mindestens einer Einheit zur Signalübertragung, insbesondere einer Einheit zur drahtlosen Signalübertragung, dadurch gelöst, dass die elektrochemische Zelle zur Durchführung eines der vorstehend genannten Verfahren ausgestaltet ist.
Bevorzugt ist bei der elektrochemischen Zelle der Sensor ausgestaltet, Parameterdaten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie zu erfassen, die aus einer Parametergruppe ausgewählt werden, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst: Ladezustand der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Temperatur der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Spannung der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Belastung der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Ladeverhalten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Zustand einer an der oder in der elektrochemischen Zelle bzw. an der oder in der Batterie angeordneten Schutzvorrichtung, insbesondere eines Kalt- leiters oder einer Stromunterbrechungsvorrichtung, Funktion des Sensors, oder Druck in der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie.
Weiterhin kann bei der elektrochemischen Zelle der Sensor mindestens eine der folgenden Sensoreinheiten aufweisen: eine Ladezustandssensoreinheit, eine Temperatursensoreinheit, eine Spannungssensoreinheit oder eine Drucksensoreinheit.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Speichervorrichtung ausgestaltet ist mindestens einen der folgenden Parameter zu speichern: Anzahl der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Verlauf der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, Kapazität der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie bei der letzten vollständigen Beladung, ursprüngliche Kapazität der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, maximale Spannung der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie bei der letzten vollständigen Beladung, ursprüngliche Spannung der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie, oder Hersteller der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie.
Des Weiteren kann die elektrochemische Zelle eine Freischaltvorrichtung aufweisen, die zur Freischaltung der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie über die Einheit zur drahtlosen Signalübertragung ausgestaltet ist. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Anordnung derartiger elektrochemischer Zellen, die zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestaltet ist. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Batterie, die eine Anzahl der vorstehend genannten elektrochemischen Zellen aufweist. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass Schädigungen der elektrochemischen Zellen bei einem fehlerhaften Einbau vermieden werden können. Die Merkmale der beschriebenen und weiter Ausführungsformen der Erfindung können in vorteilhafter Weise miteinander kombiniert werden, wodurch dem Fachmann weitere Ausführungsformen der Erfindung zur Verfügung stehen, die hier nicht abschließend und vollständig beschrieben werden können. Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 a ein Ablaufdiagramm zur Handhabung und Wartung elektrochemischer
Zellen bzw. einer Batterie nach einem ersten Ausführungsbeispiel zum Verfahren,
Fig. 1 b ein Ablaufdiagramm zur Handhabung und Wartung elektrochemischer
Zellen bzw. einer Batterie nach einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels zum Verfahren,
Fig. 2a ein Ablaufdiagramm zur Handhabung und Wartung elektrochemischer
Zellen bzw. einer Batterie nach einem zweiten Ausführungsbeispiel zum Verfahren,
Fig. 2b ein Ablaufdiagramm zur Handhabung und Wartung elektrochemischer
Zellen bzw. einer Batterie nach einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels zum Verfahren,
Fig. 3a ein Ablaufdiagramm zur Handhabung und Wartung elektrochemischer
Zellen bzw. einer Batterie nach einem dritten Ausführungsbeispiel zum Verfahren,
Fig. 3b ein Ablaufdiagramm zur Handhabung und Wartung elektrochemischer
Zellen bzw. einer Batterie nach einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels zum Verfahren,
Fig. 4a ein Ablaufdiagramm zur Handhabung und Wartung elektrochemischer
Zellen bzw. einer Batterie nach einem vierten Ausführungsbeispiel zum Verfahren,
Fig. 4b ein Ablaufdiagramm zur Handhabung und Wartung elektrochemischer
Zellen bzw. einer Batterie nach einer Abwandlung des zweiten Aus- führungsbeispiels zum Verfahren, Fig. 5 eine schematische Darstellung der elektrochemischen Zelle nach einem ersten Ausführungsbeispiel zur Zelle,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der elektrochemischen Zelle nach einem zweiten Ausführungsbeispiel zur Zelle,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der elektrochemischen Zelle nach einem dritten Ausführungsbeispiel zur Zelle und
Fig. 8 eine schematische Darstellung der elektrochemischen Zelle nach einem vierten Ausführungsbeispiel zur Zelle.
Fig. 1a zeigt ein Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispieles für ein Verfahren zur Handhabung und Wartung elektrochemischer Zellen 1 bzw. einer Batterie nach der vorliegenden Erfindung. Nach diesem Ausführungsbeispiel werden in einem Schritt S1 Parameterdaten DPar. der elektrochemischen Zelle 1 bzw. der Batterie erfasst und in einem Schritt S2 werden die erfassten Parameterdaten DPar. einer Steuerung 3 zugeführt. Vorzugsweise kann die Steuerung 3 als eine Zellensteuerung mit Batteriemanagementfunktionen ausgestaltet sein. Weiterhin kann die Zellensteuerung auch Batteriemanagementfunktionen aufweisen.
Aus den zugeführten Parameterdaten DPar. werden mittels der Steuerung 3 Steuerdaten DSwt- berechnet, die in einem Schritt S4 einer Speichervorrichtung 5, die vorzugsweise einen nichtflüchtigen Speicher, insbesondere einen Flash- Speicher aufweisen kann, zugeführt werden. In einen Schritt S5 werden die Steuerdaten DSwt- einer Einheit 2 zur Datenübertragung zugeführt und in einem Schritt S6 werden die Steuerdaten Dswt- an eine in den Figuren nicht dargestellte Anzeigeeinheit übertragen. Die Einheit 2 zur Datenübertragung kann einen Anschluss für eine drahtgebundene Datenübertragung an die Anzeigeeinheit oder ein Bauteil für eine drahtlose Datenübertragung, insbesondere ein RFID aufweisen.
In einem Schritt S8 wird automatisch und/oder von einem Benutzer der Anzeigeeinheit bestimmt, ob die übertragenen Steuerdaten DSwt. mindestens einen vor- bestimmten Steuerwert WSwt- aufweisen. Wenn die Steuerdaten DSwt- mindestens einen vorbestimmten Steuerwert aufweisen, wird in einem Schritt S9 eine Anweisung veranlasst. Vorzugsweise umfasst der Schritt S9 mindestens einen der folgenden Schritte: einen Schritt S10 des Freischaltens der elektrochemischen Zelle 1 bzw. der Batterie über die Einheit 2 zur Datenübertragung, einen Schritt S11 des Durchführens einer Behandlung der elektrochemischen Zelle 1 oder einen Schritt S12 des Freigebens der elektrochemischen Zelle 1 zum Transport.
Fig. 1 b zeigt ein Ablaufdiagramm einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zur Handhabung und Wartung elektrochemischer Zellen 1 bzw. einer Batterie. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschreiben und für die anderen Schritte des Verfahrens auf dessen Beschreibung verwiesen. Bei der Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels wird anstelle des Schrittes S8 in einem Schritt S8' bestimmt, ob die übertragenen Steuerdaten Dswt- einen vorbestimmten Steuerwert WSwt- nicht aufweisen. Wenn die Steuerdaten Dswt- einen vorbestimmten Steuerwert Wswt- nicht aufweisen, wird in einem Schritt S9 eine Anweisung veranlasst. Es ist nach der vorliegenden Erfindung auch möglich, dass bei einer in den Figuren nicht dargestellten weiteren Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels in einem Schritt S8" bestimmt wird, ob erste vorbestimmte Steuerwerte WSwt- vorliegen und/oder zweite vorbestimmte Steuerwerte WSwt- nicht vorliegen.
Fig. 2a zeigt ein Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispieles für ein Verfahren zur Handhabung und Wartung elektrochemischer Zellen 1 bzw. einer Batterie nach der vorliegenden Erfindung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschreiben und für die anderen Schritte des Verfahren auf dessen Beschreibung verwiesen. Beim zweiten Ausführungsbeispiel werden in einem Schritt S7 der elektrochemischen Zelle 1 bzw. der Batterie zugeordnete Barcode-Informationen vorzugsweise mit einer an der Anzeigeeinheit angeordneten oder dieser zugeordneten Barcode-Lesevorrichtung ausgelesen, wobei in einem Schritt S8b automatisch und/oder von einem Benutzer der Anzeigeeinheit in Abhängigkeit von den im Schritt S7 ausgelesenen Barcode- Informationen bestimmt wird, ob die übertragenen Steuerdaten DSwt- mindestens einen vorbestimmten Steuerwert WSwt- aufweisen. Fig. 2b zeigt ein Ablaufdiagramm einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zur Handhabung und Wartung elektrochemischer Zellen 1 bzw. einer Batterie. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend nur die Unterschiede zu dem zweiten Ausführungsbeispiel beschreiben und für die anderen Schritte des Verfahrens auf dessen Beschreibung verwiesen. Bei der Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels wird anstelle des Schrittes S8b in einem Schritt S8b' in Abhängigkeit von den im Schritt S7 ausgelesenen Barcode-Informationen bestimmt, ob die übertragenen Steuerdaten DSwt- einen vorbestimmten Steuerwert WSwt. nicht aufweisen. Wenn die Steuerdaten DSwt- einen vorbestimmten Steuerwert WSwt- nicht aufweisen, wird in einem Schritt S9 eine Anweisung veranlasst. Es ist nach der vorliegenden Erfindung auch möglich, dass bei einer in den Figuren nicht dargestellten weiteren Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels in einem Schritt S8b" in Abhängigkeit von den im Schritt S7 ausgelesenen Barcode-Informationen bestimmt wird, ob erste vorbestimmte Steuerwerte WSwt- vorliegen und/oder zweite vorbestimmte Steuerwerte WSwt- nicht vorliegen.
Fig. 3a zeigt ein Ablaufdiagramm eines dritten Ausführungsbeispieles für ein Verfahren zur Handhabung und Wartung elektrochemischer Zellen 1 bzw. einer Batterie nach der vorliegenden Erfindung. Nach diesem Ausführungsbeispiel werden in einem Schritt S1 Parameterdaten DPar. der elektrochemischen Zelle 1 bzw. der Batterie erfasst und in einem Schritt S4a werden die erfassten Parameterdaten DPar. einer Speichervorrichtung 5, die vorzugsweise einen nichtflüchtigen Speicher, insbesondere einen Flash-Speicher aufweisen kann, zugeführt. In einen Schritt S5a werden die Parameterdaten DPar. einer Einheit 2 zur Datenübertragung zugeführt und in einem Schritt S6a werden die Parameterdaten DPar. an eine in den Figuren nicht dargestellte Anzeigeeinheit übertragen. Die Einheit 2 zur Datenübertragung kann einen Anschluss für eine drahtgebundene Datenübertragung an die Anzeigeeinheit oder ein Bauteil für eine drahtlose Datenübertragung, insbesondere ein RFID aufweisen.
In einem Schritt S8a wird automatisch und/oder von einem Benutzer der An- zeigeeinheit bestimmt, ob die übertragenen Parameterdaten DPar. mindestens einen vorbestimmten Parameterwert WPar. aufweisen. Wenn die übertragenen Parameterdaten DPar. mindestens einen vorbestimmten Parameterwert WPar. aufweisen, wird in einem Schritt S9 eine Anweisung veranlasst. Vorzugsweise umfasst der Schritt S9 mindestens einen der folgenden Schritte: einen Schritt S10 des Freischaltens der elektrochemischen Zelle 1 bzw. der Batterie über die Einheit 2 zur Datenübertragung, einen Schritt S11 des Durchführens einer Behandlung der elektrochemischen Zelle 1 bzw. der Batterie oder einen Schritt S12 des Freigebens der elektrochemischen Zelle 1 bzw. der Batterie zum Transport. Fig. 3b zeigt ein Ablaufdiagramm einer Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zur Handhabung und Wartung elektrochemischer Zellen 1 bzw. einer Batterie. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend nur die Unterschiede zu dem dritten Ausführungsbeispiel beschreiben und für die anderen Schritte des Verfahrens auf dessen Beschreibung verwiesen. Bei der Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels wird anstelle des Schrittes S8a in einem Schritt S8a' bestimmt, ob die übertragenen Parameterdaten DPar. einen vorbestimmten Parameterwert WPar. nicht aufweisen. Wenn die übertragenen Parameterdaten DPar. einen vorbestimmten Parameterwert WPar. nicht aufweisen, wird in einem Schritt S9 eine Anweisung veranlasst. Es ist nach der vorliegenden Erfindung auch möglich, dass bei einer in den Figuren nicht dargestellten weiteren Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels in einem Schritt S8a" bestimmt wird, ob erste vorbestimmte Parameterwerte WPar. vorliegen und/oder zweite vorbestimmte Parameterwerte WPar. nicht vorliegen. Fig. 4a zeigt ein Ablaufdiagramm eines vierten Ausführungsbeispieles für ein Verfahren zur Handhabung und Wartung elektrochemischer Zellen 1 bzw. einer Batterie nach der vorliegenden Erfindung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend nur die Unterschiede zu dem dritten Ausführungsbeispiel beschreiben und für die anderen Schritte des Verfahrens auf dessen Beschreibung verwiesen. Beim zweiten Ausführungsbeispiel werden in einem Schritt S7 der elektrochemischen Zelle 1 bzw. der Batterie zugeordnete Barcode-Informationen vorzugsweise mit einer an der Anzeigeeinheit angeordneten oder dieser zugeordnete Barcode-Lesevorrichtung ausgelesen, wobei in einem Schritt S8c automatisch und/oder von einem Benutzer der Anzeigeeinheit in Abhängigkeit von den im Schritt S7 ausgelesenen Barcode- Informationen bestimmt wird, ob die übertragenen Parameterdaten DPar. mindestens einen vorbestimmten Parameterwert WPar. aufweisen.
Fig. 4b zeigt ein Ablaufdiagramm einer Abwandlung des vierten Ausführungs- beispiels für ein Verfahren zur Handhabung und Wartung elektrochemischer Zellen 1 bzw. einer Batterie. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend nur die Unterschiede zu dem vierten Ausführungsbeispiel beschreiben und für die anderen Schritte des Verfahrens auf dessen Beschreibung verwiesen. Bei der Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels wird anstelle des Schrittes S8c in einem Schritt S8c' in Abhängigkeit von den im Schritt S7 ausgelesenen Barcode-Informationen bestimmt, ob die übertragenen Parameterdaten DPar. einen vorbestimmten Parameterwert WPar. nicht aufweisen. Wenn die Parameterdaten DPar. einen vorbestimmten Parameterwert WPar. nicht aufweisen, wird in einem Schritt S9 eine Anweisung veranlasst. Es ist nach der vorliegenden Erfindung auch möglich, dass bei einer in den Figuren nicht dargestellten weiteren Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels in einem Schritt S8c" in Abhängigkeit von den im Schritt S7 ausgelesenen Barcode-Informationen bestimmt wird, ob erste vorbestimmte Parameterwerte WPar. vorliegen und/oder zweite vorbestimmte Parameterwerte WPar. nicht vorliegen. Figuren 5 bis 8 zeigen schematische Darstellungen in Draufsicht und Querschnitt von Ausführungsbeispielen einer elektrochemischen Zelle 1 nach der vorliegenden Erfindung.
Nach einem in der Fig. 5 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel für eine Zelle weist eine elektrochemische Zelle 1 eine Einheit 2 zur Datenübertragung, eine Steuerung 3, die vorzugsweise als eine Zellensteuerung mit einem Batteriemanagement ausgebildet sein kann, einen Sensor 4 und eine Speichervorrichtung 5 auf, die vorzugsweise an oder in der Zellensteuerung 3 angeordnet ist und die einen nichtflüchtigen Speicher, insbesondere einen Flash- Speicher aufweisen kann. Nach dem in dieser Figur gezeigten ersten Ausführungsbeispiel kann der Sensor 4 sowohl mit der Steuerung 3 als auch mit der Einheit 2 zur Datenübertragung verbunden sein. Weiterhin kann die elektrochemische Zelle 1 eine vorzugsweise mit der Steuerung 3 verbundene Schutzvorrichtung 6, insbesondere einen Kaltleiter oder eine Stromunterbrechungs- Vorrichtung aufweisen. Weiterhin können an die elektrochemische Zelle 1 in der Figur nicht dargestellte Barcode-Informationen angebracht sein.
Nach einem in der Fig. 6 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel für eine Zelle ist es im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel auch möglich, dass der Sensor 4 nicht unmittelbar mit der Einheit 2 zur Datenübertragung verbunden ist, sondern nur mittelbar über die Steuerung 3 mit der Einheit 2 zur Datenübertragung verbunden ist.
Nach einem in der Fig. 7 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel für eine Zelle ist es im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel auch möglich, dass der Sensor 4 mit der Schutzvorrichtung 6 verbunden ist. Nach einem in der Fig. 8 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel für eine Zelle ist es im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel auch möglich, dass der Sensor 4 nicht unmittelbar mit der Einheit 2 zur Datenübertragung verbunden ist, sondern nur mittelbar über die Steuerung 3 mit der Einheit 2 zur Daten- Übertragung verbunden ist, und dass der Sensor 4 mit der Schutzvorrichtung 6 verbunden ist.
Nach weiteren in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, dass die Speichervorrichtung 5 nicht der Steuerung 3, sondern dem Sensor 4 oder der Schutzvorrichtung 6 oder der Einheit 2 zur Datenübertragung zugeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine diese elektrochemischen Zellen aufweisende Batterie, insbesondere eine zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestaltete Batterie mit diesen elektrochemischen Zellen.
Bezugszeichenliste
1 elektrochemischen Zelle
2 Einheit zur drahtlosen Signalübertragung
3 Zellensteuerung
4 Sensor
5 Speichervorrichtung
6 Schutzvorrichtung
Dpar. Parameterdaten
DSwt- Steuerdaten
Wpar. Parameterwerte
WSwt- Steuerwerte
51 Erfassen von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle bzw. der
Batterie
52 Zuführen der erfassten Parameterdaten an die Zellensteuerung
53 Berechnen von Steuerdaten in Abhängigkeit von den zugeführten
Parameterdaten
54 Zuführen der Steuerdaten an die Speichervorrichtung
S4a Zuführen der erfassten Parameterdaten an die Speichervorrichtung
55 Auslesen der Steuerdaten aus der die Speichervorrichtung an die Einheit zur Datenübertragung,
S5a Auslesen der gespeicherten Parameterdaten aus der die Speichervorrichtung an die Einheit zur Datenübertragung
S6 Übertragen der ausgelesen Steuerdaten über die Einheit zur Datenübertragung an eine Anzeigevorrichtung
S6a Übertragen der ausgelesen Parameterdaten über die Einheit zur Datenübertragung an eine Anzeigevorrichtung
57 Auslesen von der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie
zugeordneten Barcode-Informationen
58 Bestimmen ob Steuerdaten vorbestimmte Steuerwerte aufweisen S8' Bestimmen ob Steuerdaten vorbestimmte Steuerwerte nicht aufweisen S8a Bestimmen ob Parameterdaten vorbestimmte Parameterwerte aufweisen S8a' Bestimmen ob Parameterdaten vorbestimmte Parameterwerte nicht aufweisen
S8b Bestimmen in Abhängigkeit der ausgelesenen Barcode-Informationen ob Steuerdaten vorbestimmte Steuerwerte aufweisen
S8b' Bestimmen in Abhängigkeit der ausgelesenen Barcode-Informationen ob
Steuerdaten vorbestimmte Steuerwerte nicht aufweisen
S8c Bestimmen in Abhängigkeit der ausgelesenen Barcode-Informationen ob Parameterdaten vorbestimmte Parameterwerte aufweisen
S8c' Bestimmen in Abhängigkeit der ausgelesenen Barcode-Informationen ob
Parameterdaten vorbestimmte Parameterwerte nicht aufweisen
S9 Veranlassen einer Anweisung
510 Freischalten der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie über die
Einheit zur Datenübertragung
511 Durchführen einer Behandlung der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie
512 Freigeben der elektrochemischen Zelle bzw. der Batterie zum Transport

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Handhabung und Wartung einer elektrochemischen Zelle (1 ), vorzugsweise einer Batterie, welche eine Anzahl elektrochemischer Zellen (1 ) aufweist, mit einer Steuerung (3), insbesondere einer Zellensteuerung, vorzugsweise einer Batteriesteuerung, mit mindestens einem mit der Steuerung (3) verbundenen Sensor (4) zur Erfassung von Parameterdaten (Dpar.) der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie, mit einer Speichervorrichtung (5), die vorzugsweise einen nichtflüchtigen Speicher, insbesondere einen Flash-Speicher aufweist, und mit einer Einheit (2) zur Datenübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist:
(51 ) Erfassen von Parameterdaten (DPar ) der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie,
(52) Zuführen der erfassten Parameterdaten (DPar ) an die
Steuerung (3),
(53) Berechnen von Steuerdaten (DStr.) aus den zugeführten Parameterdaten (DPar.) in der Steuerung (3),
(54) Zuführen der Steuerdaten (DStr.) an die Speichervorrichtung (5),
(55) Auslesen der Steuerdaten (DStr.) aus der Speichervorrichtung (5) an die Einheit (2) zur Datenübertragung, und
(56) Übertragen der ausgelesen Steuerdaten (Dstr ) über die Einheit (2) zur Datenübertragung an eine Anzeigevorrichtung, insbesondere drahtloses Übertragen der ausgelesen Steuerdaten (DStr ) über die Einheit (2) zur Datenübertragung an die Anzeigevorrichtung.
Verfahren zur Handhabung und Wartung einer elektrochemischen Zelle (1 ) , vorzugsweise einer Batterie, welche eine Anzahl elektrochemischer Zellen (1 ) aufweist, mit mindestens einem Sensor (4) zur Erfassung von Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle (1), mit einer
Speichervorrichtung (5), die vorzugsweise einen nichtflüchtigen Speicher, insbesondere einen Flash-Speicher aufweist, und mit einer Einheit (2) zur Datenübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist:
(S1) Erfassen von Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie,
(S4a) Zuführen der erfassten Parameterdaten (DPar.) an die
Speichervorrichtung (5),
(S5a) Auslesen der gespeicherten Parameterdaten (DPar.) aus der die Speichervorrichtung (5) an die Einheit (2) zur
Datenübertragung, und
(S6a) Übertragen der ausgelesen Parameterdaten (DPar ) über die Einheit (2) zur Datenübertragung an eine Anzeigevorrichtung, insbesondere drahtloses Übertragen der ausgelesen Parameterdaten (DPar.) über die Einheit (2) zur Datenübertragung an die Anzeigevorrichtung.
Verfahren zur Handhabung und Wartung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der von dem Sensor (4) zu erfassenden Parameterdaten (DPar ) der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie aus einer Parametergruppe ausgewählt werden, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst:
Ladezustand der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der
Batterie,
Temperatur der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie, Spannung der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie, Belastung der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie, Ladeverhalten der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie,
Zustand einer Schutzvorrichtung (6), insbesondere eines Kaltleiters oder einer Stromunterbrechungsvorrichtung, Funktion des Sensors (4), oder
Druck in der elektrochemischen Zelle (1) bzw. der Batterie.
Verfahren zur Handhabung und Wartung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt aufweist:
(S7) Auslesen von der elektrochemischen Zelle (1) bzw. der Batteriezugeordneten Barcode-Informationen.
Verfahren zur Handhabung und Wartung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist:
(S8, S8a) Bestimmen ob die Steuerdaten (DStr.) vorbestimmte
Steuerwerte (WSwt ) aufweisen bzw. ob die Parameterdaten (Dpar.) vorbestimmte Parameterwerte (WPar.) aufweisen, und
(S9) Veranlassen einer Anweisung, falls in dem Schritt (S8) bzw. in dem Schritt (S8a) die vorbestimmten Steuerwerte (WSwt ) bzw. die vorbestimmten Parameterwerte (WPar.) bestimmt werden.
Verfahren zur Handhabung und Wartung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist:
(S8\ S8a') Bestimmen ob die Steuerdaten (Dstr.) vorbestimmte
Steuerwerte (WSwt ) nicht aufweisen bzw. ob die
Parameterdaten (DPar ) vorbestimmte Parameterwerte
(Wpar ) nicht aufweisen, und
(S9) Veranlassen einer Anweisung, falls in dem Schritt (S8') bzw. in dem Schritt (S8a') die vorbestimmten Steuerwerte (Wswt ) bzw. die vorbestimmten Parameterwerte (WPar.) nicht bestimmt werden. Verfahren zur Handhabung und Wartung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist:
(S8b, S8c) Bestimmen in Abhängigkeit von den im Schritt (S7) ausgelesenen Barcode-Informationen ob die Steuerdaten (DStr.) vorbestimmte Steuerwerte (WSwt ) aufweisen bzw. Bestimmen in Abhängigkeit von den im Schritt (S7) ausgelesenen Barcode-Informationen ob die Parameterdaten (Dpar.) vorbestimmte Parameterwerte (WPar.) aufweisen, und
(S9) Veranlassen einer Anweisung, falls in dem Schritt (S8b) bzw. in dem Schritt (S8c) die vorbestimmten Steuerwerte (WSwt ) bzw. die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt werden.
Verfahren zur Handhabung und Wartung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist:
(S8b\ S8c') Bestimmen in Abhängigkeit von den im Schritt (S7) ausgelesenen Barcode-Informationen ob die Steuerdaten (DStr.) vorbestimmte Steuerwerte (WSwt ) nicht aufweisen bzw. Bestimmen in Abhängigkeit von den im Schritt (S7) ausgelesenen Barcode-Informationen ob die Parameterdaten (Dpar.) vorbestimmte Parameterwerte (WPar.) nicht aufweisen, und
(S9) Veranlassen einer Anweisung, falls in dem Schritt (S8b') bzw. in dem Schritt (S8c') die vorbestimmten Steuerwerte (Wswt ) bzw. die vorbestimmten Parameterwerte (WPar.) nicht bestimmt werden.
Verfahren zur Handhabung und Wartung nach einem der Ansprüche 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S9) des
Veranlassens einer Anweisung mindestens einen der folgenden Schritte aufweist: (510) Freischalten der elektrochemischen Zelle (1 )bzw. der Batterie über die Einheit (2) zur Datenübertragung,
(511 ) Durchführen einer Behandlung der elektrochemischen
Zelle (1 ) bzw. der Batterie, oder
(512) Freigeben der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der
Batterie zum Transport.
Verfahren zur Handhabung und Wartung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der von dem Sensor (4) zu erfassenden Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle (1) bzw. der Batterie aus einer Parametergruppe ausgewählt werden, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst:
Anzahl der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie,
Verlauf der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie,
Kapazität der elektrochemischen Zelle (1) bzw. der Batterie bei der letzten vollständigen Beladung,
ursprüngliche Kapazität der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie,
maximale Spannung der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie bei der letzten vollständigen Beladung,
ursprüngliche Spannung der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie, oder
Hersteller der elektrochemischen Zelle (1) bzw. der Batterie.
Elektrochemische Zelle (1 ) mit einer Steuerung (3), vorzugsweise einer Batteriesteuerung, insbesondere einer Zellensteuerung, mit mindestens einem Sensor (4) zur Erfassung von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. einer Batterie, mit mindestens einer Speichervorrichtung (5), die vorzugsweise einen nichtflüchtigen Speicher, insbesondere einen Flash-Speicher aufweist, und mit mindestens einer Einheit (2) zur Signalübertragung, insbesondere einer Einheit (2) zur drahtlosen Signalübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Zelle (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestaltet ist.
Elektrochemische Zelle (1 ) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) ausgestaltet ist, Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie zu erfassen, die aus einer Parametergruppe ausgewählt werden, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst:
Ladezustand der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der
Batterie,
Temperatur der elektrochemischen Zelle (1) bzw. der Batterie, Spannung der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie, Belastung der elektrochemischen Zelle (1) bzw. der Batterie, Ladeverhalten der elektrochemischen Zelle (1) bzw. der Batterie,
Zustand einer an der oder in der elektrochemischen Zelle (l )angeordneten Schutzvorrichtung (6), insbesondere eines Kaltleiters oder einer Stromunterbrechungsvorrichtung, Funktion des Sensors (4), oder
Druck in der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie.
Elektrochemische Zelle (1) nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) mindestens eine der folgenden Sensoreinheiten aufweist:
eine Ladezustandssensoreinheit,
eine Temperatursensoreinheit,
eine Spannungssensoreinheit oder
eine Drucksensoreinheit. Elektrochemische Zelle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichervorrichtung (5) ausgestaltet ist mindestens einen der folgenden Parameter zu speichern:
Anzahl der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie,
Verlauf der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie,
Kapazität der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie bei der letzten vollständigen Beladung,
ursprüngliche Kapazität der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie,
maximale Spannung der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie bei der letzten vollständigen Beladung,
ursprüngliche Spannung der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie, oder
Hersteller der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. der Batterie.
Elektrochemische Zelle (1 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
gekennzeichnet durch eine Freischaltvorrichtung (7), die zur
Freischaltung der elektrochemischen Zelle (1 ) bzw. einer Batterie über die Einheit (2) zur drahtlosen Signalübertragung ausgestaltet ist.
Batterie, welche eine Anzahl elektrochemischer Zellen (1 ) nach
der Ansprüche 1 1 bis 15 aufweist.
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