EP2710660A1 - Verfahren zur auswahl elektrochemischer zellen bei der herstellung einer batterie und elektrochemische zellen aufweisende batterie - Google Patents

Verfahren zur auswahl elektrochemischer zellen bei der herstellung einer batterie und elektrochemische zellen aufweisende batterie

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Publication number
EP2710660A1
EP2710660A1 EP12719276.3A EP12719276A EP2710660A1 EP 2710660 A1 EP2710660 A1 EP 2710660A1 EP 12719276 A EP12719276 A EP 12719276A EP 2710660 A1 EP2710660 A1 EP 2710660A1
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EP
European Patent Office
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parameter
parameter data
electrochemical cell
battery
par
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12719276.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Schaefer
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Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to a method for selecting electrochemical cells in the manufacture of a battery having a number of electrochemical cells, and a battery produced by this method.
  • Electrochemical energy stores also referred to below as electrochemical or galvanic cells
  • electrochemical or galvanic cells are often produced in the form of stackable units, from which by combining a plurality of such cells batteries for different applications, in particular for use in electrically powered vehicles can be produced.
  • the invention will be described in relation to the use in a motor vehicle, although it should be pointed out that such a method and a correspondingly designed electrochemical cell also independent of motor vehicles z. B. can be operated in a stationary operation.
  • this object is achieved in that the method comprises the steps of: acquiring parameter data of an individual electrochemical cell to be examined for assessing the quality the electrochemical cell, transmitting the acquired parameter data to a control unit, assigning the electrochemical cell to the parameter data, and determining by means of the control unit whether there is a predetermined relationship of the parameter data with respect to predetermined parameter values for the electrochemical cell assigned to the parameter data.
  • the electrochemical cells for the battery or the battery assembly can be selected in a selectively predetermined quality.
  • the batteries are used with a first, preferably increased quality for the original equipment, while the batteries can be used with a second, preferably normal quality for the aftermarket.
  • the batteries are used with a third grade for stationary application.
  • 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 also in electrical form from a charging device. can accommodate 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.
  • parameter data should be understood to mean not only a plurality of parameter data, but possibly also a single parameter data. 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. It has proved to be advantageous if the step of determining by means of the control unit has at least one of the following determining steps: determining whether the transmitted parameter data have predetermined first parameter values and / or determining whether the transmitted parameter data does not have predetermined second parameter values. Preferably, the step of determining by means of the control unit has at least one of the following determining steps: determining whether the transmitted parameter data exceed predetermined third parameter values and / or determining whether the transmitted parameter data falls below predetermined fourth parameter values.
  • the method may include at least one of the supplying steps of: supplying the electrochemical cell assigned to the parameter data to a first production line for producing a first type of batteries when determining the presence of the predetermined relationship in the step of determining or supplying the parameter data assigned electrochemical cell to a second production line for producing a second type of batteries, if in the step of determining a non-existence of the predetermined relationship is determined.
  • the step of determining by means of the control unit may comprise the step of determining whether the parameter data is within at least one predetermined parameter value range by a predetermined fifth parameter value.
  • a first parameter value range is 1.2%, preferably 0.6%.
  • a second parameter value range is 3%, preferably 1.5%, whereby preferably the parameter data of the electrochemical cells which are the second production value. line are outside of, in particular outside the preferred parameter range of the aforementioned first embodiment.
  • a third parameter value range is 4.5%, preferably 2.2%, wherein preferably the parameter data of the electrochemical cells which supply the third production line are outside, in particular outside the preferred parameter range of the first embodiment mentioned above, and / or preferably the parameter data of the electrochemical cells, which are to be supplied to the third production line, outside of, in particular outside the preferred parameter range of the second embodiment mentioned above.
  • a fourth parameter value range is 50%, preferably 25%, wherein preferably the parameter data of the electrochemical cells to be supplied to the fourth production line are outside of, in particular outside the preferred parameter range of the first aforementioned exemplary embodiment, and / or preferably the parameter data of electrochemical cells to be supplied to the fourth production line, outside the, in particular outside the preferred parameter range of the second aforementioned embodiment, and / or preferably the parameter data of the electrochemical cells to be supplied to the fourth production line, outside the, in particular outside the preferred parameter range of the third embodiment mentioned above.
  • At least one of the parameter data of the electrochemical cell has been selected from a parameter group comprising at least one of the following parameters: quiescent voltage of the electrochemical cell, capacity of the electrochemical cell, internal resistance of the electrochemical cell, change of internal resistance of the electrochemical cell after application of a pressure, preferably on side surfaces of the electrochemical cell or internal pressure of the electrochemical cell.
  • the internal resistance of the electrochemical cell is used during or after the finishing in particular applying a pressure across the side surfaces of the electrochemical cell as a parameter data, preferably at least three or more resistors are used.
  • the change in the internal resistance of the electrochemical cell upon application of pressure to side surfaces of the electrochemical cell has proven to be a preferred parameter for evaluating the quality of an electrochemical cell.
  • a pressure is applied to an electrochemical cell and the electrochemical cell yields, the internal resistance changes. Therefore, a pressure can be applied to the electrochemical cell and the change of the internal resistance can be measured.
  • the electrochemical cells which are relatively hard and their internal resistance After applying a pressure on the side surfaces little changed, no longer gase after closing.
  • the change of the internal resistance with respect to the pressure change can thus be a particularly simple assignment of the electrochemical cell to different types of quality and thus to corresponding production lines.
  • the quality z.
  • dR the change of the internal resistance and dF
  • the change of the applied force means:
  • this object is achieved in a battery having a number of electrochemical cell in that the battery has been manufactured according to one of the above-mentioned manufacturing method.
  • the battery is designed into a battery which has been selected from a battery group comprising: plug-in hybrid batteries, hybrid cell batteries, electric vehicle batteries, device batteries or batteries for stationary applications.
  • the electrochemical cell of the battery may additionally have a storage device designed to store a quality value.
  • the present invention relates to a battery with electrochemical cells, which is designed for use in a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a flowchart for a method according to the invention for selecting electrochemical cells in the manufacture of a battery according to a first exemplary embodiment, a flow chart for an inventive method for selecting electrochemical cells in the manufacture of a battery according to a second embodiment
  • step S1 shows a flowchart for a method according to the invention for selecting electrochemical cells in the manufacture of a battery according to a first exemplary embodiment.
  • parameter data D par . detected an electrochemical cell to be examined.
  • step S2 the parameter data D par . transmitted to a control unit and in a step S3 are assigned to this parameter data D Par the electrochemical cell.
  • the control unit it is determined whether these parameter data Dpar. a predetermined relationship with respect to predetermined parameter values Wpar. exhibit. If the parameter data D par . the predetermined relationship with respect to the predetermined parameter values W Par . , the electrochemical cell is fed to a first production line for producing a first type of battery. Otherwise, if the parameter data D par . the predetermined relationship with respect to the predetermined parameter values W Par . do not have, the electrochemical cell is supplied to a second production line for producing a second type of batteries.
  • FIG. 2 shows a flowchart for a method according to the invention for selecting electrochemical cells in the production of a battery according to a second embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to those of the first embodiment, to which reference is made in order to avoid repetition.
  • the control unit determines whether these parameter data D Par . predetermined first parameter values W Par .i. If the parameter data Dp a r. the predetermined first parameter values Wp ar .i, the electrochemical cell is fed to a first production line for producing a first type of battery. Otherwise, if the parameter data D par . If the predetermined first parameter values W Par. i do not exist, the electrochemical cell is supplied to a second production line for producing a second type of battery.
  • FIG. 3 shows a flowchart for a method according to the invention for selecting electrochemical cells in the manufacture of a battery according to a third exemplary embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to those of the first exemplary embodiment, to which reference is made in order to avoid repetitions.
  • Fig. 4 shows a flow chart for a method according to the invention for selecting electrochemical cells in the manufacture of a battery according to a fourth embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to those of the first embodiment, to which reference is made to avoid repetition.
  • the control unit By means of the control unit, it is determined whether these parameter data D Par exceed predetermined third parameter values W Par 3 . If the parameter data Dpar. the predetermined third parameter values Wp ar . 3 , the electrochemical cell is fed to a first production line for producing a first type of battery. Otherwise, if the parameter data D par . the predetermined third parameter values Wp ar . 3 , the electrochemical cell is fed to a second production line for producing a second type of battery.
  • FIG. 5 shows a flowchart for a method according to the invention for selecting electrochemical cells in the manufacture of a battery according to a fifth exemplary embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to the first exemplary embodiment, to which reference is made in order to avoid repetitions.
  • control unit determines whether these parameter data D Par. Predetermined fourth parameter values W Par . 4 do not exceed. If the parameter data D Par falls below the predetermined fourth parameter values W Par 4 , the electrochemical cell is fed to a first production line for producing a first type of battery. Otherwise, if the parameter data D par . If the predetermined fourth parameter values W Par are not undershot, the electrochemical cell is fed to a second production line for producing a second type of battery.
  • FIG. 6 shows a flow chart for a method according to the invention for selecting electrochemical cells in the manufacture of a battery according to a sixth exemplary embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to those of the first embodiment. guide example, to which reference is made to avoid repetition.
  • the control unit determines whether these parameter data D Par are within a predetermined parameter range by a predetermined fifth parameter value W Par 5 . If the parameter data D Par is within the predetermined parameter range around the predetermined fifth parameter value W Par .5, the electrochemical cell is fed to a first production line for producing a first type of battery. Otherwise, if the parameter data D par . are not within the predetermined parameter range by the predetermined fifth parameter value W Par .5, the electrochemical cell is supplied to a second production line for producing a second type of batteries.
  • Fig. 7 shows a flow chart for a modification of the above-mentioned method according to the invention for selecting electrochemical cells in the manufacture of a battery whose steps S1 to S3 correspond to those of the first embodiment, to which reference is made to avoid repetition, and with each of the first to sixth embodiments can be combined.
  • step S4.1 by means of the parameter data D Par . a quality value is formed, which is stored in a storage unit arranged in or on the electrochemical storage cell in a step S4.2.
  • the quality value can z. B. are used for a classification of the electrochemical storage cells z. B. can be used for subsequent manufacturing steps or investigations of the battery.
  • the present invention further relates to a battery having these electrochemical cells, in particular a designed for use in a motor vehicle battery having these electrochemical cells. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Ein Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie, die eine Anzahl elektrochemischer Zellen aufweist, weist die Schritte auf: (S1) Erfassen von Parameterdaten (DPar.) einer individuellen zu untersuchenden elektrochemischen Zelle, (S2) Übermitteln der erfassten Parameterdaten (Dpar.) an eine Steuereinheit, (S3) Zuweisen der elektrochemischen Zelle zu den erfassten Parameterdaten (DPar), und (S4) Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für die den Parameterdaten zugeordnete elektrochemische Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte (WPar, Wpar.1, WPar.2, WPar.3. WPar 4, WPar.5) vorliegt. Weiterhin kann das Verfahren die Schritte aufweisen: (S5a) Zuführen der den Parameterdaten (DPar.) zugewiesenen elektrochemischen Zelle an eine erste Fertigungslinie zur Herstellung einer ersten Art von Batterien, wenn in dem Schritt (S4) des Bestimmens ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung bestimmt wird oder (S5b) Zuführen der den Parameterdaten (DPar.) zugewiesenen elektrochemischen Zelle an eine zweite Fertigungslinie zur Herstellung einer zweiten Art von Batterien, wenn in dem Schritt (S4) des Bestimmens ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten Beziehung bestimmt wird.

Description

Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie und elektrochemische Zellen aufweisende Batterie
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie, die eine Anzahl elektrochemischer Zellen aufweist, und eine nach diesem Verfahren hergestellte Batterie.
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 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 Kraft- fahrzeugen z. B. in einem stationären Einsatz betrieben werden kann.
Hiermit wir der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 102011 101793 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung einer Batterie, die eine Anzahl elektrochemische Zellen aufweist, bekannt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie, die eine Anzahl elektrochemischer Zellen aufweist, und eine entsprechende Batterie bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach Anspruch 1 und durch eine Batterie nach Anspruch 13 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Nach einem ersten Gesichtspunkt wird bei einem Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie, die eine Anzahl elektrochemischer Zellen aufweist, diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Verfahren folgenden Schritte aufweist: Erfassen von Parameterdaten einer individuellen zu untersuchenden elektrochemischen Zelle zur Beurteilung der Güte der elektrochemischen Zelle, Übermitteln der erfassten Parameterdaten an eine Steuereinheit, Zuordnen der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten, und Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für die den Parameterdaten zuge- wiesene elektrochemische Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte vorliegt. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass hinsichtlich einer zu wählenden Anwendung der Batterien unter Gesichtspunkten der Kosten und der Qualität sowie der Ausgestaltung die Ausbeute bei der Herstellung erhöht werden kann. Insbesondere können die elektrochemischen Zellen für die Batterie oder die Batteriebaugruppe in einer gezielt vorbestimmten Güte ausgewählt werden. So können z. B. die Batterien mit einer ersten, vorzugsweise erhöhten Güte für die Erstausstatter verwendet werden, während die Batterien mit einer zweiten, vorzugsweise normalen Güte für den Ersatzteilmarkt verwendet werden können. Weiterhin können z. B. die Batterien mit einer dritten Güte für stationäre Anwendung verwendet 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 Ver- braucher 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 Parameterdaten soll in diesem Zusammenhang nicht nur eine Mehrzahl an Parameterdaten, sondern gegebenenfalls auch ein einzelnes Parameterdatum 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. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Schritt des Bestimmens mittels der Steuereinheit mindestens einer der folgenden Bestimmungsschritte aufweist: Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte erste Parameterwerte aufweisen und/oder Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte zweite Parameterwerte nicht aufweisen. Bevorzugt weist der Schritt des Bestimmens mittels der Steuereinheit mindestens einen der folgenden Bestimmungsschritte auf: Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte dritte Parameterwerte überschreiten und/oder Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte vierte Parameterwerte unterschreiten. Weiterhin kann das Verfahren mindestens einer der Zuführungsschritte aufweisen: Zuführen der den Parameterdaten zugewiesenen elektrochemischen Zelle an eine erste Fertigungslinie zur Herstellung einer ersten Art von Batterien, wenn in dem Schritt des Bestimmens ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung bestimmt wird, oder Zuführen der den Parameterdaten zugewiesenen elektrochemischen Zelle an eine zweite Fertigungslinie zur Herstellung einer zweiten Art von Batterien, wenn in dem Schritt des Bestimmens ein NichtVorliegen der vorbestimmten Beziehung bestimmt wird.
Außerdem kann der Schritt des Bestimmens mittels der Steuereinheit den Schritt aufweisen: Bestimmen, ob die Parameterdaten sich innerhalb mindestens eines vorbestimmten Parameterwertebereiches um einen vorbestimmten fünften Parameterwert befinden.
Bei dem Verfahren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn für die Zuführung an eine erste Fertigungslinie zur Herstellung von Hybridzellenbatterien ein erster Parameterwertebereich 1 ,2 %, bevorzugt 0,6 % beträgt.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn für die Zuführung an eine zweite Fertigungslinie zur Herstellung von Plug-In-Hybridbatterien ein zweiter Parameterwertebereich 3 %, bevorzugt 1 ,5 % beträgt, wobei vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der zweiten Fertigungs- linie zuzuführen sind, außerhalb des, insbesondere außerhalb des bevorzugten Parameterbereiches des vorgenannten ersten Ausführungsbeispiels liegen.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn für die Zuführung an eine dritte Fertigungslinie zur Herstellung von Elektrofahrzeugbatterien oder Gerätebatterien ein dritter Parameterwertebereich 4,5 %, bevorzugt 2,2 % beträgt, wobei vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der dritten Fertigungslinie zuzuführen sind, außerhalb des, insbesondere außerhalb des bevorzugten Parameterbereiches des ersten vorstehend genannten Ausführungsbeispiels liegen, und/oder vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der dritten Fertigungslinie zuzuführen sind, außerhalb des, insbesondere außerhalb des bevorzugten Parameterbereiches des zweiten vorgenannten Ausführungsbeispiels liegen.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn für die Zuführung an eine vierte Fertigungslinie zur Herstellung von Batterien für stationäre Anwendungen ein vierter Parameterwertebereich 50 %, vorzugsweise 25 % beträgt, wobei vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der vierten Fertigungslinie zuzuführen sind, außerhalb des, insbesondere außerhalb des bevorzugten Parameterbereiches des ersten vorstehend genannten Aus- führungsbeispiels liegen, und/oder vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der vierten Fertigungslinie zuzuführen sind, außerhalb des, insbesondere außerhalb des bevorzugten Parameterbereiches des zweiten vorstehend genannten Ausführungsbeispiels liegen, und/oder vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der vierten Fertigungslinie zuzuführen sind, außerhalb des, insbesondere außerhalb des bevorzugten Parameterbereiches des dritten vorstehend genannten Ausführungsbeispiels liegen.
Bevorzugt ist mindestens eines der Parameterdaten der elektrochemischen Zelle aus einer Parametergruppe ausgewählt worden, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst: Ruhespannung der elektrochemischen Zelle, Kapazität der elektrochemischen Zelle, Innenwiderstand der elektrochemischen Zelle, Änderung des Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes, vorzugsweise auf Seitenflächen der elektrochemischen Zelle oder Innendruck der elektrochemischen Zelle. Besonders bevorzugt wird der Innenwiderstand der elektrochemischen Zelle während oder nach der Endbearbeitung bei insbesondere einem Anlegen eines Druckes über die Seitenflächen der elektrochemischen Zelle als Parameterdatum verwendet, wobei vorzugsweise mindestens drei oder mehr Widerstände verwendet werden. In diesem Zusammenhang hat sich die Änderung des Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes auf Seitenflächen der elektrochemischen Zelle als ein bevorzugter Parameter für die Beurteilung der Güte einer elektrochemischen Zelle erwiesen. Wenn an eine elektrochemische Zelle ein Druck angelegt wird und die elektrochemische Zelle nachgibt, so ändert sich der Innenwiderstand. Daher kann ein Druck an die elektrochemische Zelle angelegt und die Änderung des Innenwiderstandes gemessen werden. Die elektrochemischen Zellen, die relativ hart sind und deren Innenwiderstand sich nach Anlegen eines Druckes auf die Seitenflächen wenig verändert, gasen nach dem Verschließen nicht mehr aus. Über die Änderung des Innenwiderstand in Bezug auf die Druckänderung kann somit eine besonders einfache Zuordnung der elektrochemische Zelle zu verschiedenen Arten der Güte und damit zu entsprechenden Fertigungslinien erfolgen. Dadurch kann die Güte z. B. mit der folgenden Beziehung ausgedrückt werden, bei der dR, die Änderung des Innenwiderstandes und dF die Änderung der angelegten Kraft bedeutet:
Güteparameter
dF
Nach einem zweiten Gesichtspunkt wird diese Aufgabe bei einer Batterie, die eine Anzahl elektrochemische Zelle aufweist, dadurch gelöst, dass die Batterie nach einem der oben genannten Herstellungsverfahren hergestellt worden ist.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Batterie zu einer Batterie ausgestaltet ist, die aus einer Batteriengruppe ausgewählt worden ist, die umfasst: Plug-In-Hybridbatterien, Hybridzellenbatterien, Elektrofahrzeugbatterien, Geräte- batterien oder Batterien für stationäre Anwendungen.
Darüber hinaus kann die elektrochemischen Zelle der Batterie zusätzlich eine zur Speicherung eines Gütewertes ausgestaltete Speichervorrichtung aufweisen.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Batterie mit elektro- chemischer Zellen, die zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestaltet ist.
Im Folgenden werden Vorteile der Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach einem ersten Ausführungsbeispiel, ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach einem dritten Ausführungsbeispiel,
ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach einem vierten Ausführungsbeispiel,
ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach einem fünften Ausführungsbeispiel,
ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Batterie nach einem sechsten Ausführungsbeispiel und ein Ablaufdiagramm für eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie.
Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach einem ersten Ausführungsbeispiel. In einem Schritt S1 werden Parameterdaten DPar. einer zu untersuchenden elektrochemischen Zelle erfasst. In einem Schritt S2 werden die Parameterdaten DPar. einer Steuereinheit übermittelt und in einem Schritt S3 werden diesen Parameterdaten DPar der elektrochemischen Zelle, zugewiesen. Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten Dpar. eine vorbestimmte Beziehung in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte Wpar. aufweisen. Falls die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar. aufweisen, wird die elektrochemische Zelle einer ersten Fertigungslinie zur Herstellung einer ersten Art von Batterien zugeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar. nicht aufweisen, wird die elektrochemische Zelle einer zweiten Fertigungslinie zur Herstellung einer zweiten Art von Batterien zugeführt.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, deren Schritte S1 bis S3 denen des ersten Ausführungsbeispieles entsprechen, auf das zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.
Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. vorbestimmte erste Parameterwerte WPar.i aufweisen. Falls die Parameterdaten Dpar. die vorbestimmten ersten Parameterwerte Wpar.i aufweisen, wird die elektrochemische Zelle einer ersten Fertigungslinie zur Herstellung einer ersten Art von Batterien zugeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten ersten Parameterwerte WPar.i nicht aufweisen, wird die elektrochemische Zelle einer zweiten Fertigungslinie zur Herstellung einer zweiten Art von Batterien zugeführt.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach einem dritten Ausführungsbeispiel, deren Schritte S1 bis S3 denen des ersten Ausführungsbeispieles entsprechen, auf das zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.
Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. vorbestimmte zweite Parameterwerte WPar.2 nicht aufweisen. Falls die Parameterdaten Dpar. die vorbestimmten zweiten Parameterwerte WPar.2 nicht aufweisen, wird die elektrochemische Zelle einer ersten Fertigungslinie zur Her- Stellung einer ersten Art von Batterien zugeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten Dpar. die vorbestimmten zweiten Parameterwerte WPar.2 aufweisen, wird die elektrochemische Zelle einer zweiten Fertigungslinie zur Herstellung einer zweiten Art von Batterien zugeführt. Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach einem vierten Ausführungsbeispiel, deren Schritte S1 bis S3 denen des ersten Ausführungsbeispieles entsprechen, auf das zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.
Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. vorbestimmte dritte Parameterwerte WPar 3 überschreiten. Falls die Parameterdaten Dpar. die vorbestimmten dritten Parameterwerte Wpar.3 überschreiten, wird die elektrochemische Zelle einer ersten Fertigungslinie zur Herstellung einer ersten Art von Batterien zugeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten dritten Parameterwerte Wpar.3 nicht überschreiten, wird die elektrochemische Zelle einer zweiten Fertigungslinie zur Herstellung einer zweiten Art von Batterien zugeführt.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Aus- wähl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach einem fünften Ausführungsbeispiel, deren Schritte S1 bis S3 dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, auf das zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.
Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. vorbestimmte vierte Parameterwerte WPar.4 nicht überschreiten. Falls die Parameterdaten DPar die vorbestimmten vierten Parameterwerte WPar 4 unterschreiten, wird die elektrochemische Zelle einer ersten Fertigungslinie zur Herstellung einer ersten Art von Batterien zugeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten vierten Parameterwerte WPar nicht unterschreiten, wird die elektrochemische Zelle einer zweiten Fertigungslinie zur Herstellung einer zweiten Art von Batterien zugeführt.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie nach einem sechsten Ausführungsbeispiel, deren Schritte S1 bis S3 denen des ersten Aus- führungsbeispieles entsprechen, auf das zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.
Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. sich innerhalb eines vorbestimmten Parameterbereiches um einen vorbestimmten fünften Parameterwert WPar 5 befinden. Falls die Parameterdaten DPar. sich innerhalb des vorbestimmten Parameterbereiches um den vorbestimmten fünften Parameterwert WPar.5 befinden, wird die elektrochemische Zelle einer ersten Fertigungslinie zur Herstellung einer ersten Art von Batterien zugeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. sich nicht innerhalb des vor- bestimmten Parameterbereiches um den vorbestimmten fünften Parameterwert WPar.5 befinden, wird die elektrochemische Zelle einer zweiten Fertigungslinie zur Herstellung einer zweiten Art von Batterien zugeführt.
Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm für eine Abwandlung der vorstehend angeführten erfindungsgemäßen Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie, deren Schritte S1 bis S3 denen des ersten Ausführungsbeispieles entsprechen, auf das zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird und das mit jedem der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele kombinierte werden kann.
Diese Abwandlung weist nach dem Schritt S3 die zusätzlichen Schritt S4.1 und S4.2 auf. In dem Schritt S4.1 wird mittels der Parameterdaten DPar. ein Gütewert gebildet, der in einem Schritt S4.2 in einer in der oder an der elektrochemischen Speicherzelle angeordneten Speichereinheit gespeichert wird. Der Gütewert kann z. B. für eine Klassifikation der elektrochemischen Speicherzellen genutzt werden, die z. B. für nachfolgende Fertigungsschritte oder bei Untersuchungen der Batterie verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Batterie, welche diese elektrochemischen Zellen aufweist, insbesondere eine zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestaltete Batterie, welche diese elektrochemischen Zellen aufweist. Bezugszeichenliste
Dpar. Parameterdaten
Wpar. vorbestimmter Parameterwert
Wpar.i erster vorbestimmter Parameterwert
Wpar.2 zweiter vorbestimmter Parameterwert
Wpar.3 dritter vorbestimmter Parameterwert
Wpar.4 vierter vorbestimmter Parameterwert
Wpar.5 fünfter vorbestimmter Parameterwert
S1 Erfassen von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle
S2 Übermitteln der erfassten Parameterdaten an eine Steuereinheit
53 Zuweisen der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten
54 Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte vorliegt
S4.1 Bilden mindestens eines Gütewertes mittels der Parameterdaten
S4.2 Speichern des Gütewertes in einer in der oder an der elektrochemischen
Zelle angeordneten Speichereinheit
S4a Bestimmen, ob die Parameterdaten vorbestimmte erste Parameterwerte aufweisen
S4b Bestimmen, ob die Parameterdaten vorbestimmte zweite Parameterwerte nicht aufweisen
S4c Bestimmen, ob die Parameterdaten vorbestimmte dritte Parameterwerte überschreiten
S4d Bestimmen, ob die Parameterdaten vorbestimmte vierte Parameterwerte unterschreiten
S4e Bestimmen, ob die Parameterdaten sich innerhalb eines vorbestimmten Parameterwertebereiches um einen vorbestimmten fünften Parameterwert befinden
S5a Zuführen der elektrochemischen Zelle an eine erste Fertigungslinie zur Herstellung einer ersten Art von Batterien, wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung bestimmt wird Zuführen der elektrochemischen Zelle an eine zweite Fertigungslinie zur Herstellung einer zweiten Art von Batterien, wenn ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten Beziehung bestimmt wird

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Auswahl elektrochemischer Zellen bei der Herstellung einer Batterie, die eine Anzahl elektrochemischer Zellen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist:
(51) Erfassen von Parameterdaten (DPar.) einer individuellen zu untersuchenden elektrochemischen Zelle zur Beurteilung der Güte der elektrochemischen Zelle,
(52) Übermitteln der Parameterdaten (DPar.) an eine Steuereinheit,
(53) Zuweisen der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten (Dpar ), vorzugsweise Abspeichern der Parameterdaten (Dpar.) zu der elektrochemischen Zelle, und
(54) Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für die den Parameterdaten zugewiesene elektrochemische Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte (Wpar., Wpar.i ,
Wpar.2, Wpar.3, WPar.4- Wpar.s) Vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S4) des Bestimmens mittels der Steuereinheit mindestens einen der folgenden Bestimmungsschritte aufweist:
(S4a) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte erste Parameterwerte (WSwt.i) aufweisen oder
(S4b) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte zweite Parameterwerte (WSwt.2) nicht aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S4) des Bestimmens mittels der Steuereinheit mindestens einen der folgenden Bestimmungsschritte aufweist: (S4c) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte dritte Parameterwerte (WSwt.3) überschreiten oder
(S4d) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte vierte Parameterwerte (Wswt.4) unterschreiten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens einen der Zuführungsschritte aufweist:
(S5a) Zuführen der den Parameterdaten (DPar.) zugewiesenen elektrochemischen Zelle an eine erste Fertigungslinie zur Herstellung einer ersten Art von Batterien, wenn in dem Schritt (S4) des Bestimmens ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung bestimmt wird, oder
(S5b) Zuführen der den Parameterdaten (DPar.) zugewiesenen elektrochemischen Zelle an eine zweite Fertigungslinie zur Herstellung einer zweiten Art von Batterien, wenn in dem Schritt (S4) des Bestimmens ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten Beziehung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S4) des Bestimmens mittels der Steuereinheit einen Schritt aufweist:
(S4e) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) sich innerhalb eines vorbestimmten Parameterwertebereiches um einen vorbestimmten fünften Parameterwert (Wswt.5) befinden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zuführung an eine erste Fertigungslinie zur Herstellung von Hybridzellen- batterien ein erster Parameterwertebereich 1 ,2 %, bevorzugt 0,6 % beträgt. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zuführung an eine zweite Fertigungslinie zur Herstellung von Plug-in- Hybrid batterien ein zweiter Parameterwertebereich 3 %, bevorzugt 1 ,5 % beträgt, wobei vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der zweiten Fertigungslinie zuzuführen sind, außerhalb des ersten, insbesondere außerhalb des bevorzugten ersten Parameterbereiches liegen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zuführung an eine dritte Fertigungslinie zur Herstellung von Elektrofahrzeugbatterien oder Gerätebatterien ein dritter Parameterwertebereich 4,5 %, bevorzugt 2,2 % beträgt, wobei vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der dritten Fertigungslinie zuzuführen sind, außerhalb des ersten, insbesondere außerhalb des bevorzugten ersten Parameterbereiches liegen, und/oder vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der dritten Fertigungslinie zuzuführen sind, außerhalb des zweiten, insbesondere außerhalb des bevorzugten zweiten Parameterbereiches liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zuführung an eine vierte Fertigungslinie zur Herstellung von Batterien für stationäre Anwendungen ein vierter Parameterwertebereich 50 %, vorzugsweise 25 % beträgt, wobei vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der vierten Fertigungslinie zuzuführen sind, außerhalb des ersten, insbesondere außerhalb des ersten bevorzugten Parameterbereiches liegen, und/oder vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der vierten Fertigungslinie zuzuführen sind, außerhalb des zweiten, insbesondere außerhalb des bevorzugten zweiten Parameterbereiches liegen, und/oder vorzugsweise die Parameterdaten der elektrochemischen Zellen, welche der vierten Fertigungslinie zuzuführen sind, außerhalb des dritten, insbesondere außerhalb des bevorzugten dritten Parameterbereiches liegen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Parameterdaten (DPar.) der elektrochemischen Zelle aus einer Parametergruppe ausgewählt worden ist, die mindestens einen der folgenden Parameter umfasst:
Ruhespannung der elektrochemischen Zelle,
Kapazität der elektrochemischen Zelle,
Innenwiderstand der elektrochemischen Zelle,
Änderung des Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes, vorzugsweise auf Seitenflächen der elektrochemischen Zelle oder
Innendruck der elektrochemischen Zelle.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt aufweist:
(54.1) Bilden mindestens eines Gütewertes mittels der
Parameterdaten (DPar.).
Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt aufweist:
(54.2) Speichern des Gütewertes in einer in der oder an der
elektrochemischen Zelle angeordneten Speichereinheit, die vorzugsweise einen dauerhaften Speicher, insbesondere einen Flash-Speicher aufweist.
Batterie mit einer Anzahl elektrochemischer Zellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt worden ist.
Batterie nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie zu einer Batterie ausgestaltet ist, die aus einer Batteriengruppe ausgewählt worden ist, die umfasst:
Plug-In-Hybridbatterien, Hybridzellenbatterien,
Elektrofahrzeugbatterien, Gerätebatterien oder
Batterien für stationäre Anwendu
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