EP2692013A1 - Verfahren zur steuerung und handhabung elektrochemischer zellen - Google Patents

Verfahren zur steuerung und handhabung elektrochemischer zellen

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EP2692013A1
EP2692013A1 EP12710872.8A EP12710872A EP2692013A1 EP 2692013 A1 EP2692013 A1 EP 2692013A1 EP 12710872 A EP12710872 A EP 12710872A EP 2692013 A1 EP2692013 A1 EP 2692013A1
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EP
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electrochemical cell
cell
sensor
parameter data
par
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Withdrawn
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EP12710872.8A
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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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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling and handling an electrochemical cell, an electrochemical cell configured to carry out the method and an arrangement of a plurality of these 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, although it should be noted that such a method and a correspondingly designed electrochemical cell, regardless of motor vehicles z. B. can be operated in a stationary operation.
  • the present invention has for its object to provide a technical teaching for the control and handling of electrochemical cells, the Nachm avoids or overcomes parts and limitations of known solutions as far as possible.
  • a method for controlling and handling an electrochemical cell having a cell controller and at least one sensor for detecting position data of the electrochemical cell and / or for acquiring parameter data of the electrochemical cell, the sensor being connected to the cell controller
  • the method comprises at least one of the following steps: a step of detecting position data of the electrochemical cell and / or a step of acquiring parameter data of the electrochemical cell, and the method further comprising the steps of: a step of supplying the detected position data and / or the detected parameter data to the cell controller and a step of outputting at least one control instruction from the cell controller, if the supplied position data have at least one predetermined decision value and / or the zugef Parameter data have at least one predetermined threshold.
  • An advantage of this method is that when detecting a z. B. faulty position of the electrochemical cells measures to prevent damage can be performed without intervention of a user.
  • 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. This can be devices for detecting electrical variables, such. As the voltage, the current, the capacity, the charge or the temperature, the pressure or the installation position of the electrochemical cell.
  • the electrochemical cell preferably has at least one unit for wireless signal transmission, in particular at least one RFID unit, which is connected to the sensor for detecting position data of the electrochemical cell and / or for acquiring parameter data of the electrochemical cell, and has at least one method in the following steps: a step of supplying the acquired position data and / or the acquired parameter data to the unit for wireless signal transmission and / or a step of supplying at least one indication instruction from the cell controller to the unit for wireless signal transmission as a function of the detected position data and / or depending on the acquired parameter data.
  • the method comprises one of the following steps: a step of displaying in a display device the wirelessly transmitted position data and / or the wirelessly transmitted parameter data and / or a step of displaying in a display device the wirelessly transmitted display instruction from the cell controller.
  • the step of outputting a control instruction has at least one of the following steps: switching off the voltage output of the electrochemical cell and / or disconnecting the voltage output of the electrochemical cell.
  • This embodiment has the advantage that damage to the electrochemical cells can be avoided in the event of faulty installation.
  • At least one of the parameter data of the electrochemical cell to be detected by the sensor is selected from a parameter group comprising at least one of the following parameters: state of charge of the electrochemical cell, temperature of the electrochemical cell, voltage of the electrochemical cell and / or pressure in the electrochemical cell.
  • the electrochemical cell may additionally comprise a memory device designed to store the parameter data, wherein at least one of the electrochemical cell parameter data to be detected by the sensor is selected from a parameter group comprising at least one of the following parameters: number of charge cycles performed so far electrochemical cell, history of charging cycles in the electrochemical cell, capacity of the electrochemical cell at the last complete charge, original capacity of the electrochemical cell, maximum voltage of the electrochemical cell at the last complete charge, original Voltage of the electrochemical cell, and / or manufacturer of the electrochemical cell.
  • this object is achieved in the case of an electrochemical cell in that it is designed for carrying out the methods listed above and in that it comprises a cell controller and at least one sensor for detecting position data of the electrochemical cell and / or for acquiring parameter data electrochemical cell, wherein the sensor is connected to the cell controller.
  • the electrochemical cell preferably has at least one unit for wireless signal transmission, in particular at least one RFID unit, which is connected to the sensor for detecting position data of the electrochemical cell and / or for acquiring parameter data of the electrochemical cell. It has proved to be advantageous with an electrochemical cell if the sensor has at least one of the following sensor units: a charge state sensor unit, a temperature sensor unit, a voltage sensor unit and / or a pressure sensor unit.
  • the electrochemical cell may comprise a memory device configured to store at least one of the following parameters: number of charge cycles performed so far in the electrochemical cell, history of charge cycles performed in the electrochemical cell, capacity of the electrochemical cell at the last complete charge , initial capacity of the electrochemical cell, maximum voltage of the electrochemical cell at the last complete loading, original voltage of the electrochemical cell, and / or manufacturer of the electrochemical cell.
  • the present invention relates to an arrangement of electrochemical cells, which is designed for use in a motor vehicle.
  • Fig. 2 is a schematic representation of an electrochemical cell according to a first embodiment
  • FIG. 1 shows a flow chart for an inventive control and handling of electrochemical cells.
  • position data Dp os - of an electrochemical cell 1 can be detected in a step S1a.
  • the detected position data of the electrochemical cell 1 are supplied to a cell controller 3 in a step S2a.
  • a step S3a it is checked whether the supplied position data D Pos . have at least one predetermined decision value. If so, a control instruction is issued from the cell controller 3 in a step 4.
  • This control statement can, for. B. in a step 4a, a switching off the voltage output of the electrochemical cell 1 and / or in a step 4b, a separation of the voltage output of the electrochemical cell 1 include.
  • a step S5a the detected position data D Pos . be supplied to the unit 2 for wireless signal transmission and / or it can in a step 5b, a display instruction from the cell controller 3 in response to the detected position data D Pos . the unit 2 are supplied for wireless signal transmission.
  • the wirelessly transmitted position data Dp os . are displayed in a display device not shown in the figures and / or it can be displayed in a step 6b, the wirelessly transmitted display instruction in the display device.
  • a step S3b it is checked whether the supplied parameter data Dp ar . have at least one predetermined threshold. If so, a control instruction is issued from the cell controller 3 in step 4.
  • This control statement can, for. B. in the step 4a, a switching off the voltage output of the electrochemical cell 1 and / or in step 4b, a separation of the voltage output of the electrochemical cell 1 include.
  • the acquired parameter data D Par . be supplied to the unit 2 for wireless signal transmission and / or it may in a step 5b, a display instruction from the cell controller 3 in response to the detected parameter data D par . the unit 2 are supplied for wireless signal transmission.
  • the wirelessly transmitted parameter data D par . are displayed in a display device not shown in the figures and / or it can be displayed in a step 6b, the wirelessly transmitted display instruction in the display device.
  • FIGs 2a and 2b are schematic representations in plan and cross-section of embodiments of an electrochemical cell 1 according to the present invention.
  • the electrochemical cell 1 has a unit 2 for wireless signal transmission, a Cell control 3 and a sensor 4 on.
  • the electrochemical cell 1 may have a storage device 5, which is preferably arranged on or in the cell controller 3.
  • the sensor 4 may be connected both to the cell controller 3 and to the unit 2 for wireless signal transmission.
  • the senor 4 is not directly connected to the unit 2 for wireless signal transmission, but is indirectly connected via the cell controller 3 to the unit 2 for wireless signal transmission.
  • the storage device 5 is associated with the sensor 4 or the unit 2 for wireless signal transmission.
  • the present invention further relates to an arrangement of these electrochemical cells, in particular a designed for use in a motor vehicle arrangement of these electrochemical cells.
  • step S4 outputting at least one control instruction from the cell controller if step S3a and / or step S3b is answered in the affirmative

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Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung und Handhabung einer elektrochemischen Zelle (1) mit einer Zellensteuerung (3) und mindestens einem Sensor (4) zur Erfassung von Positionsdaten (DPos.) der elektrochemischen Zelle (1) und/oder zur Erfassung von Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle (1), wobei der Sensor (4) mit der Zellensteuerung (3) verbunden ist, weist mindestens einen der folgenden Schritte: (S1a) Erfassen von Positionsdaten (DPos.) der elektrochemischen Zelle (1) und/oder (S1b) Erfassen von Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle (1) und weiterhin weist das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte auf: (S2a) Zuführen der erfassten Positionsdaten (DPos.) und/oder (S2b) Zuführen der erfassten Parameterdaten (DPar.) an die Zellensteuerung (3) und (S4) Ausgeben mindestens einer Steueranweisung von der Zellensteuerung (3), falls die zugeführten Positionsdaten (DPos.) mindestens einen vorbestimmten Entscheidungswert (WEnt.) aufweisen und/oder die zugeführten Parameterdaten (DPar.) mindestens einen vorbestimmten Schwellenwert (WSwt.) aufweisen. Vorzugsweise kann die elektrochemische Zelle (1) mindestens eine mit dem Sensor verbundene Einheit (2) zur drahtlosen Signalübertragung, insbesondere mindestens eine RFID-Einheit aufweisen und kann das Verfahren mindestens einen der folgenden Schritte aufweisen: (S5a) Zuführen der erfassten Positionsdaten (DPos.) und/oder der Parameterdaten (DPar.) an die Einheit (4) zur drahtlosen Signalübertragung und/oder (S5b) Zuführen mindestens einer Anzeigeanweisung von der Zellensteuerung (3) an die Einheit (4) zur drahtlosen Signalübertragung in Abhängigkeit der erfassten Positionsdaten (DPos.) und/oder in Abhängigkeit der erfassten Parameterdaten (DPar.).

Description

Verfahren zur Steuerung und Handhabung elektrochemischer Zellen
B e s c h r e i b u n g
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE10-201 1 -015744 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und Handhabung einer elektrochemischen Zelle, eine zur Durchführung des Verfahrens ausgestaltete elektrochemische Zelle sowie eine Anordnung einer Mehrzahl dieser elektrochemischen Zellen.
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 auch unabhängig von Kraftfahrzeugen z. B. in einem stationären Einsatz betrieben werden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Steuerung elektrochemischer Zelle bzw. entsprechend ausgestaltete elektrochemische Zellen bekannt, deren Steuerung und Handhabung allerdings kompliziert ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technische Lehre zur Steuerung und Handhabung elektrochemischer Zellen anzugeben, die Nach- teile und Beschränkungen bekannter Lösungen nach Möglichkeit vermeidet oder überwindet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung und Handhabung einer elektrochemischen Zelle nach Anspruch 1 , durch eine elektrochemische Zelle nach Anspruch 7 und eine Anordnung einer Mehrzahl solcher Zellen nach Anspruch 1 1 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Nach einem ersten Gesichtspunkt wird bei einem Verfahren zur Steuerung und Handhabung einer elektrochemischen Zelle mit einer Zellensteuerung und mindestens einem Sensor zur Erfassung von Positionsdaten der elektrochemischen Zelle und/oder zur Erfassung von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle, wobei der Sensor mit der Zellensteuerung verbunden ist, diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Verfahren mindestens einen der folgenden Schritte aufweist: einen Schritt des Erfassens von Positionsdaten der elektrochemischen Zelle und/oder einen Schritt des Erfassens von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle, und dass das Verfahren weiterhin die Schritte aufweist: einen Schritt des Zuführens der erfassten Positionsdaten und/oder der erfassten Parameterdaten an die Zellensteuerung und einen Schritt des Ausgebens mindestens einer Steueranweisung von der Zellen- Steuerung, falls die zugeführten Positionsdaten mindestens einen vorbestimmten Entscheidungswert aufweisen und/oder die zugeführten Parameterdaten mindestens einen vorbestimmten Schwellenwert aufweisen. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass bei Erfassung einer z. B. fehlerhaften Position der elektrochemischen Zellen Maßnahmen zur Vermeidung von Schädigungen ohne Eingriff eines Benutzer durchgeführt werden können.
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 zu verstehen. Dies können Ein- richtungen 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 sein.
Bevorzugt weist die elektrochemische Zelle mindestens eine Einheit zur drahtlosen Signalübertragung, insbesondere mindestens eine RFID-Einheit auf, die mit dem Sensor zur Erfassung von Positionsdaten der elektrochemischen Zelle und/oder zur Erfassung von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle verbunden ist, und weist das Verfahren mindestens einen der folgenden Schritte auf: einen Schritt des Zuführens der erfassten Positionsdaten und/oder der erfassten Parameterdaten an die Einheit zur drahtlosen Signalübertragung und/oder einen Schritt des Zuführens mindestens einer Anzeigeanweisung von der Zellensteuerung an die Einheit zur drahtlosen Signalübertragung in Abhängigkeit der erfassten Positionsdaten und/oder in Abhängigkeit der erfassten Parameterdaten.
Besonders bevorzugt weist das Verfahren einen der folgenden Schritte aufweist: einen Schritt des Anzeigens in einer Anzeigevorrichtung der drahtlos übertragenen Positionsdaten und/oder der drahtlos übertragenen Parameterdaten und/oder einen Schritt des Anzeigens in einer Anzeigevorrichtung der drahtlos übertragenen Anzeigeanweisung von der Zellensteuerung. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass ein Benutzer z. B. für Bedienungs- und Servicezwecke die gewünschten Parameterdaten und/oder Positionsdaten der elektrochemischen Zellen einfach erfassen kann, um z. B. einen Austausch von elektrochemischen Zellen, die den Anforderungen aufgrund von z. B. Alterungserscheinungen nicht mehr genügen, durchzuführen oder zu veranlassen, oder auch um einen Umbau von z. B. falsch eingebauten elektrochemischen Zellen zu veranlassen. Es ist z. B. auch möglich, dass bei Wartungsarbeiten in einer Werkstatt gezielt elektrochemischen Zellen ausgetauscht werden, um z. B. zur Aufrüstung die Gesamtleistung zu erhöhen.
Als vorteilhaft hat es erwiesen, wenn der Schritt des Ausgebens einer Steueranweisung mindestens einen der folgenden Schritte aufweist: Ausschalten der Spannungsabgabe der elektrochemischen Zelle und/oder Abtrennen der Spannungsabgabe der elektrochemischen Zelle. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass Schädigungen der elektrochemischen Zellen bei einem fehlerhaften Einbau vermieden werden können.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mindestens einer der von dem Sensor zu erfassenden Parameterdaten der elektrochemischen Zelle aus einer Parametergruppe ausgewählt wird, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst: Ladezustand der elektrochemischen Zelle, Temperatur der elektrochemischen Zelle, Spannung der elektrochemischen Zelle und/oder Druck in der elektrochemischen Zelle. Darüber hinaus kann die elektrochemischen Zelle zusätzlich eine zur Speicherung der Parameterdaten ausgestaltete Speichervorrichtung aufweisen, wobei mindestens einer der von dem Sensor zu erfassenden Parameterdaten der elektrochemischen Zelle aus einer Parametergruppe ausgewählt werden, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst: Anzahl der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle, Verlauf der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle, Kapazität der elektrochemischen Zelle bei der letzten vollständigen Beladung, ursprüngliche Kapazität der elektrochemischen Zelle, maximale Spannung der elektrochemischen Zelle bei der letzten vollständigen Beladung, ursprüngliche Spannung der elektrochemischen Zelle, und/oder Hersteller der elektrochemischen Zelle.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt wird diese Aufgabe bei einer elektrochemischen Zelle dadurch gelöst, dass diese zur Durchführung der vor- stehend aufgeführten Verfahren ausgestaltet ist und dass diese eine Zellensteuerung und mindestens einen Sensor zur Erfassung von Positionsdaten der elektrochemischen Zelle und/oder zur Erfassung von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle aufweist, wobei der Sensor mit der Zellensteuerung verbunden ist. Bevorzugt weist die elektrochemischen Zelle mindestens eine Einheit zur drahtlosen Signalübertragung, insbesondere mindestens eine RFID-Einheit auf, die mit dem Sensor zur Erfassung von Positionsdaten der elektrochemischen Zelle und/oder zur Erfassung von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle verbunden ist. Als vorteilhaft hat es sich bei einer elektrochemischen Zelle erwiesen, wenn der Sensor mindestens eine der folgenden Sensoreinheiten aufweist: eine Ladezustandssensoreinheit, eine Temperatursensoreinheit, eine Spannungssensoreinheit und/oder eine Drucksensoreinheit.
Darüber kann die elektrochemische Zelle eine Speichervorrichtung aufweisen, die ausgestaltet ist, mindestens einen der folgenden Parameter zu speichern: Anzahl der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle, Verlauf der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle, Kapazität der elektrochemischen Zelle bei der letzten vollständigen Beladung, ursprüngliche Kapazität der elektrochemischen Zelle, maximale Spannung der elektrochemischen Zelle bei der letzten vollständigen Beladung, ursprüngliche Spannung der elektrochemischen Zelle, und/oder Hersteller der elektrochemischen Zelle. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Anordnung elektrochemischer Zellen, die zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestaltet ist.
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 ein Ablaufdiagramm zur erfindungsgemäßen Steuerung und Handhabung elektrochemischer Zellen der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer elektrochemischen Zelle nach einem ersten Ausführungsbeispiel und
Fig. 2b eine schematische Darstellung der elektrochemischen Zelle nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm zu einer erfindungsgemäßen Steuerung und Handhabung elektrochemischer Zellen. Nach einem ersten Ausführungsbeispiel des Steuerungs- und Handhabungsverfahrens können in einem Schritt S1a Positionsdaten Dpos- einer elektrochemischen Zelle 1 erfasst werden. Die er- fassten Positionsdaten der elektrochemischen Zelle 1 werden in einem Schritt S2a einer Zellensteuerung 3 zugeführt. In einem Schritt S3a wird geprüft, ob die zugeführten Positionsdaten DPos. mindestens einen vorbestimmten Entscheidungswert aufweisen. Falls dies zutrifft, wird in einem Schritt 4 eine Steueranweisung von der Zellensteuerung 3 ausgegeben. Diese Steueranweisung kann z. B. in einem Schritt 4a ein Ausschalten der Spannungsabgabe der elektrochemischen Zelle 1 und/oder in einem Schritt 4b ein Abtrennen der Spannungsabgabe der elektrochemischen Zelle 1 umfassen.
Weiterhin können in einem Schritt S5a die erfassten Positionsdaten DPos. der Einheit 2 zur drahtlosen Signalübertragung zugeführt werden und/oder es kann in einem Schritt 5b eine Anzeigeanweisung von der Zellensteuerung 3 in Abhängigkeit der erfassten Positionsdaten DPos. der Einheit 2 zur drahtlosen Signalübertragung zugeführt werden. In einem Schritt 6a können die drahtlos übertragenen Positionsdaten Dpos. in einer in den Figuren nicht gezeigten Anzeigevorrichtung angezeigt werden und/oder es kann in einem Schritt 6b die drahtlos übertragenen Anzeigeanweisung in der Anzeigevorrichtung angezeigt werden.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Steuerungs- und Handhabungsverfahrens können alternativ und/oder zusätzlich in einem Schritt S1 b Parameterdaten DPar. der elektrochemischen Zelle 1 erfasst und in einem Schritt S2b der Zellensteuerung 3 zugeführt werden. In einem Schritt S3b wird geprüft, ob die zugeführten Parameterdaten Dpar. mindestens einen vorbestimmten Schwellenwert aufweisen. Falls dies zutrifft, wird in dem Schritt 4 eine Steueranweisung von der Zellensteuerung 3 ausgegeben. Diese Steueranweisung kann z. B. in dem Schritt 4a ein Ausschalten der Spannungsabgabe der elektrochemischen Zelle 1 und/oder in dem Schritt 4b ein Abtrennen der Spannungsabgabe der elektrochemischen Zelle 1 umfassen.
Weiterhin können in einem Schritt S5a die erfassten Parameterdaten DPar. der Einheit 2 zur drahtlosen Signalübertragung zugeführt werden und/oder es kann in einem Schritt 5b eine Anzeigeanweisung von der Zellensteuerung 3 in Abhängigkeit der erfassten Parameterdaten DPar. der Einheit 2 zur drahtlosen Signalübertragung zugeführt werden. In einem Schritt 6a können die drahtlos übertragenen Parameterdaten DPar. in einer in den Figuren nicht gezeigten Anzeigevorrichtung angezeigt werden und/oder es kann in einem Schritt 6b die drahtlos übertragenen Anzeigeanweisung in der Anzeigevorrichtung angezeigt werden.
Figuren 2a und 2b zeigen schematische Darstellungen in Draufsicht und Querschnitt von Ausführungsbeispielen einer elektrochemischen Zelle 1 nach der vorliegenden Erfindung. Nach einem ersten Ausführungsbeispiel weist die elektrochemische Zelle 1 eine Einheit 2 zur drahtlosen Signalübertragung, eine Zellensteuerung 3 und einen Sensor 4 auf. Weiterhin kann die elektrochemische Zelle 1 eine Speichervorrichtung 5 aufweisen, die vorzugsweise an oder in der Zellensteuerung 3 angeordnet ist. Nach dem in der Fig. 2a gezeigten ersten Ausführungsbeispiel kann der Sensor 4 sowohl mit der Zellensteuerung 3 als auch mit der Einheit 2 zur drahtlosen Signalübertragung verbunden sein.
Nach dem in der Fig. 2b gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass der Sensor 4 nicht unmittelbar mit der Einheit 2 zur drahtlosen Signalübertragung verbunden ist, sondern mittelbar über die Zellensteuerung 3 mit der Einheit 2 zur drahtlosen Signalübertragung verbunden ist. Nach weiteren in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, dass die Speichervorrichtung 5 dem Sensor 4 oder der Einheit 2 zur drahtlosen Signalübertragung zugeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung dieser elektrochemischen Zellen, insbesondere eine zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestaltete Anordnung dieser elektrochemischen Zellen.
Bezugszeichenliste
1 elektrochemischen Zelle
2 Einheit zur drahtlosen Signalübertragung
3 Zellensteuerung
4 Sensor
5 Speichervorrichtung
Dpos- Positionsdaten
Dpar. Parameterdaten
Wswt- vorbestimmten Schwellenwert
S1a Erfassen von Positionsdaten der elektrochemischen Zelle
S1 b Erfassen von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle
S2a Zuführen der erfassten Positionsdaten an die Zellensteuerung
S2b Zuführen der erfassten Parameterdaten an die Zellensteuerung
S3a Bestimmen, ob die zugeführten Positionsdaten mindestens einen
vorbestimmten Entscheidungswert aufweisen
S3b Bestimmen, ob die zugeführten Parameterdaten mindestens einen
vorbestimmten Schwellenwert aufweisen
S4 Ausgeben mindestens einer Steueranweisung von der Zellensteuerung, falls Schritt S3a und/oder Schritt S3b bejaht wird
S4a Ausschalten der Spannungsabgabe der elektrochemischen Zelle
S4b Abtrennen der Spannungsabgabe der elektrochemischen Zelle
S5a Zuführen der erfassten Positionsdaten und/oder der Parameterdaten an die Einheit zur drahtlosen Signalübertragung
S5b Zuführen mindestens einer Anzeigeanweisung von der Zellensteuerung an die Einheit zur drahtlosen Signalübertragung in Abhängigkeit der erfassten Positionsdaten und/oder in Abhängigkeit der erfassten Parameterdaten
S6a Anzeigen in einer Anzeigevorrichtung der drahtlos übertragenen
Positionsdaten und/oder der drahtlos übertragenen Parameterdaten S6b Anzeigen in einer Anzeigevorrichtung der drahtlos übertragenen Anzeigeanweisung von der Zellensteuerung

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Steuerung und Handhabung einer elektrochemischen Zelle (1 ) mit einer Zellensteuerung (3) und mit mindestens einem mit der Zellensteuerung (3) verbundenen Sensor (4) zur Erfassung von
Positionsdaten (DPos.) der elektrochemischen Zelle (1) und/oder zur Erfassung von Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens einen der folgenden Schritte aufweist:
(S1a) Erfassen von Positionsdaten (DPos.) der elektrochemischen
Zelle (1 ) und/oder
(S1 b) Erfassen von Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle (1 ) und
dass das Verfahren weiterhin die Schritte aufweist:
(S2a) Zuführen der erfassten Positionsdaten (DPos.) und/oder
(S2b) Zuführen der erfassten Parameterdaten (DPar.) an die Zellensteuerung
(3) und
(S4) Ausgeben mindestens einer Steueranweisung von der Zellensteuerung (3), falls die zugeführten Positionsdaten (DPos.) mindestens einen vorbestimmten Entscheidungswert (WEnt.) aufweisen und/oder die zugeführten Parameterdaten (DPar.) mindestens einen vorbestimmten Schwellenwert (WSwt.) aufweisen,
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Zelle (1) mindestens eine Einheit (2) zur drahtlosen Signalübertragung, insbesondere mindestens eine RFID-Einheit aufweist, dass der Sensor (4) mit der Einheit (2) zur drahtlosen Signalübertragung verbunden ist und dass der Schritt (S4) des Ausgebens einer Steueranweisung mindestens einen der folgenden Schritte aufweist: (S4a) Zuführen der erfassten Positionsdaten (DPos.) und/oder der Parameterdaten (DPar.) an die Einheit (4) zur drahtlosen Signalübertragung und/oder
(S4b) Zuführen mindestens einer Anzeigeanweisung von der Zellensteuerung (3) an die Einheit (4) zur drahtlosen Signalübertragung in Abhängigkeit der erfassten Positionsdaten (Dpos.) und/oder in Abhängigkeit der erfassten Parameterdaten (DPar.).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen der folgenden Schritte aufweist:
(S6a) Anzeigen in einer Anzeigevorrichtung der in dem Schritt
(S4a) drahtlos übertragenen Positionsdaten (DPos.) und/oder der drahtlos übertragenen Parameterdaten (DPar.) und/oder
(S6b) Anzeigen in einer Anzeigevorrichtung der in dem Schritt (S4b) drahtlos übertragenen Anzeigeanweisung von der Zellensteuerung (3).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S4) des Ausgebens einer
Steueranweisung mindestens einen der folgenden Schritte aufweist:
(S4a) Ausschalten der Spannungsabgabe der elektrochemischen
Zelle (1 ) und/oder
(S4b) Abtrennen der Spannungsabgabe der elektrochemischen Zelle (1 ).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der von dem Sensor (4) zu erfassenden Parameterdaten (DPar .) der elektrochemischen Zelle aus einer Parametergruppe ausgewählt werden, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst:
Ladezustand der elektrochemischen Zelle (1 ), Temperatur der elektrochemischen Zelle (1 ),
Spannung der elektrochemischen Zelle (1),
Druck in der elektrochemischen Zelle (1).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemischen Zelle (1 ) zusätzlich eine zur Speicherung der Parameterdaten ausgestaltete Speichervorrichtung (5) aufweist und dass mindestens einer der von dem Sensor (4) zu erfassenden Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle (1) aus einer Parametergruppe ausgewählt werden, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst:
Anzahl der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle (1 ),
Verlauf der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle (1 ),
Kapazität der elektrochemischen Zelle (1) bei der letzten vollständigen Beladung,
ursprüngliche Kapazität der elektrochemischen Zelle (1 ), maximale Spannung der elektrochemischen Zelle (1 ) bei der letzten vollständigen Beladung,
ursprüngliche Spannung der elektrochemischen Zelle (1 ), und Hersteller der elektrochemischen Zelle (1).
Elektrochemische Zelle (1 ) mit einer Zellensteuerung (3) und mindestens einem Sensor (4) zur Erfassung von Positionsdaten der elektrochemischen Zelle (1 ) und/oder zur Erfassung von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle (1 ), wobei der Sensor (4) mit der Zellensteuerung (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Zelle (1 ) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist. Elektrochemische Zelle (1 ) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch mindestens eine mit Sensor (4) verbundene Einheit (2) zur drahtlosen Signalübertragung, insbesondere mindestens eine RFID-Einheit.
Elektrochemische Zelle (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) mindestens eine der folgenden Sensoreinheiten aufweist:
eine Ladezustandssensoreinheit,
eine Temperatursensoreinheit,
eine Spannungssensoreinheit und
eine Drucksensoreinheit.
Elektrochemische Zelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch eine Speichervorrichtung (5), die ausgestaltet ist mindestens einen der folgenden Parameter zu speichern:
Anzahl der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle (1),
Verlauf der bisher durchgeführten Ladezyklen in der elektrochemischen Zelle (1),
Kapazität der elektrochemischen Zelle (1 ) bei der letzten vollständigen Beladung,
ursprüngliche Kapazität der elektrochemischen Zelle (1 ), maximale Spannung der elektrochemischen Zelle (1 ) bei der letzten vollständigen Beladung,
ursprüngliche Spannung der elektrochemischen Zelle (1 ), und Hersteller der elektrochemischen Zelle (1 ).
Anordnung elektrochemischer Zellen (1 ) einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestaltet ist.
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