EP3947015A1 - Verfahren zum betreiben eines schienenfahrzeugs und schienenfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines schienenfahrzeugs und schienenfahrzeug

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EP3947015A1
EP3947015A1 EP20746899.2A EP20746899A EP3947015A1 EP 3947015 A1 EP3947015 A1 EP 3947015A1 EP 20746899 A EP20746899 A EP 20746899A EP 3947015 A1 EP3947015 A1 EP 3947015A1
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EP
European Patent Office
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value
internal resistance
stored
tuple
current
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20746899.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Melzer
Rolf Fischperer
Michael Meinert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3947015A1 publication Critical patent/EP3947015A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a rail vehicle and a rail vehicle.
  • the energy storage devices enable autonomous operation on short sections of the route without additional on-board energy sources or overhead line supply or temporarily ensure a lower power consumption from the contact wire.
  • Such energy storage devices are constantly charged and discharged again during operation. Due to the aging process to which the energy storage devices are subject, they have to be at the end of their service life. Ion batteries, increases, ie the energy storage has an increased internal resistance, the internal resistance is an indicator of the State of Health (SoH) of the energy storage (s).
  • SoH State of Health
  • the invention is based on the object of specifying an improved method for more precisely determining the internal resistance and thus the state of aging, that is to say the SoH, of an energy storage device.
  • the solution according to the invention has the advantage that, due to the cyclical determination of the internal resistance of an ES during the operation of a rail vehicle, operational interruptions in this regard are no longer necessary, which results in corresponding cost savings. Furthermore, the development of the value of the internal resistance over time can be recorded, tracked and documented more or less continuously, so that the respective state of aging reached, i.e. the SoH, of the energy storage device can be derived from this and thus a condition-based exchange with a significantly higher rate that is necessary at the end of the service life Accuracy can be made.
  • the ES consists of at least one memory cell (SZ) with at least one first sensor for measuring the electrical. Voltage and we least a second sensor for measuring the electr.
  • the current and the voltage that is applied when charging and discharging the SZ and the current that flows when charging and discharging the SZ is measured permanently by means of the first and second sensors. It is thus possible at any time, if necessary, for example for evaluation and / or monitoring purposes to access the current current and / or voltage values of the respective storage cells of the energy store.
  • the ES is made up of one or more memory cells or memory modules connected in series and / or in parallel.
  • the storage cells of the ES are preferably designed as double-layer capacitor cells or double-layer capacitor modules (DSK), as they can store and release charges very quickly due to their high power density and also have high cycle stability with regard to charging / discharging processes. This is particularly advantageous responsible for energy recovery, the so-called recuperation, for example of braking energy.
  • the method according to the invention is not limited in use to double-layer capacitors, but can also be used for batteries, in particular Li-ion batteries, but also for all possible other electrical and electrochemical energy stores.
  • any value of the measured voltage is stored as the first trigger voltage value Uo c by means of a data storage device that can be connected to the ES and continuously compared with the measured voltage.
  • This value serves as a very easy-to-detect output value for the first determination of the internal resistance.
  • the first trigger voltage value can be determined or parameterized, the corresponding value advantageously being taken from the range of values that the measured voltage assumes during operation, i.e. during the cyclical discharging or charging processes.
  • the trigger voltage value is in principle a measure for the open circuit voltage Uo c ( t) of the ES, which indicates the voltage across the energy store without load, i.e. without the voltage drop across the internal resistance.
  • the data memory is particularly preferably integrated into the energy store.
  • the value of the ES current measured at this point in time is stored from both values, the trigger voltage value on the one hand and of the measured value of the current on the other hand, the value of the stored electr.
  • Energy E and the value of the square of the current I 2 dt are determined and stored as value tuples in the data memory.
  • the first stored value tuple consists of the speaking measured value of the current, the value of the stored electr. Energy E and the value of the square of the
  • the internal resistance of the ES is determined from a first and a second value tuple and optionally stored, the internal resistance being derived from the quotient of the difference between the value of the electrical.
  • Energy E of the second and the first tuple of values and the difference between the value of the square of the current I 2 dt of the second and the first tuple is determined.
  • the internal resistance is particularly preferably determined cyclically from two immediately successive value tuples and optionally stored, with the currently saved value tuple being used as the second value tuple and the value tuple saved immediately before as the first value tuple each time the internal resistance is determined again.
  • the current internal resistance Ri, n + i is then calculated according to the following relationship using software and / or hardware.
  • the internal resistance is determined cyclically from two stored value tuples, which are stored at a constant distance from one another with respect to the chronological sequence, the value tuple stored later as the second value tuple and the value tuple stored earlier as the first value tuple. For example, only the respective n + 2. , n + 3., etc. Value tuples used to determine the respective internal resistance.
  • the current internal resistance Ri, n + i is then calculated using software and / or hardware in accordance with the following relationship.
  • the internal resistance determined normally corresponds to the total internal resistance of the series and / or parallel connection.
  • a second trigger voltage value is obtained from the difference between the first trigger voltage value and the product of the current internal resistance and the measured value of the current of the second value tuple, which was used to determine the current internal resistance, which replaces the first trigger voltage value.
  • a subsequent trigger voltage value is determined cyclically from the difference between the previous trigger voltage value and the product of the current internal resistance and the measured value of the current of the current value tuple, which replaces the previous trigger voltage value.
  • the value of the trigger voltage is a measure of the no-load voltage Uo c ( t) of the ES, which, however, cannot be measured directly, the respective cyclical re-determination of the trigger voltage value using the updated value of the internal resistance, and the replacement of the previous trigger voltage value, the value for the no-load voltage Uo c ( t) and thus each subsequent trigger process more precisely. This in turn results in a more precise calculation of the internal resistance, so that the SoH can also be determined more and more precisely.
  • the current trigger voltage value or the no-load voltage Uoc, n + i is determined according to the following relationship and can be calculated using software and / or hardware.
  • Another particularly preferred embodiment of the invention takes into account a balancing resistance when determining the internal resistance.
  • DSK cells or DSK modules are used to form an energy store, the DSK cells or modules being wired with a parallel resistor for balancing.
  • a Balancing resistor compensates for differences in the individual properties of the components used.
  • a balancing resistor generates a corresponding loss energy E sym , which falsifies the determination of the internal resistance. Since the properties and in particular the dimensioning of the balancing resistor (s) are known, its or their losses can be estimated.
  • the total symmetry resistance R sym / ges can thus be determined according to the following relationship.
  • k is the number of DSK cells or DSK modules connected in series and I is the number of branches of DSK cells or DSK modules connected in parallel.
  • the corresponding energy loss E sym is then calculated according to the following relationship and can also be calculated using software and / or hardware.
  • the losses E sy m are also stored with each trigger process.
  • the calculation of the current internal resistance is then determined according to the following relationship and can also be calculated using software and / or hardware.
  • the state of aging of the ES is derived from the internal resistance and a warning is triggered when a predeterminable value is reached.
  • the properties and thus the value range of the increased internal resistance of an aged energy storage device are known.
  • a corresponding value can thus be stored as a comparison value in the data memory of a battery management system used.
  • the intended age, the SoH is reached and the relevant ES is then to be exchanged in order to advantageously avoid an uncontrolled exchange process at a later point in time and thus an unscheduled interruption of operations.
  • the internal resistance determined cyclically according to the method according to the invention is accordingly permanently compared with the stored comparison value and a corresponding warning device is triggered when the stored value is reached.
  • a corresponding note can be displayed for the driver of the rail vehicle.
  • the corresponding warning device and a warning issued by the warning device or a corresponding note include all possible types, for example on an optical or acoustic basis, without restriction to a specific applicable principle and / or the execution of a specific warning device.
  • Another, very particularly preferred embodiment of the invention is a rail vehicle with means for carrying out the method according to the invention.
  • the method described makes it possible to determine the internal resistance of an energy storage device during operation without influencing operation.
  • the necessary measuring equipment is usually already installed and does not generate any additional costs. ten, whereby the calculation can, for example, be implemented inexpensively in software and / or hardware.
  • Another advantage is the quasi-continuous recording of the internal resistance, so that with the aid of existing storage temperatures, even dependencies on temperature and internal resistance can be determined.
  • the development of the internal resistance over time can particularly advantageously be tracked by means of the continuous recording, whereby the current SoH of the relevant energy storage device can be derived and thus allows a status-based service or exchange. This makes it possible to operate the energy storage device until immediately before the end of its service life and to minimize costs, in particular replacement costs. Further possibilities for using the determined internal resistance result in the control or regulation of an air conditioning system for the energy store, which can reduce energy consumption or increase the service life of the energy store.
  • FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of an energy store (1) with a storage cell (2)
  • Fig. 2 shows an equivalent circuit diagram of an energy store (10) with two storage cells (2, 12) and corresponding ones
  • Fig. 3 shows a flow diagram for the basic mode of operation of the method according to the invention.
  • FIG. 4 shows a rail vehicle (50) with an energy store (52).
  • FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of a double-layer capacitor (DSK) energy storage device (1) with a single storage cell (2).
  • a DSK energy store (1) is made up of one or more such DSK storage cells (2) connected in series or in series.
  • the equivalent circuit diagram of the energy store (1) in Fig. 1 shows the associated equivalent internal resistance (3) and a DSK storage cell (2) connected in series, which together determine the total voltage U Es (7) of the energy store (1).
  • the total voltage (7) of the energy store (1) is measured permanently with at least one voltage sensor (4) and the current of the energy store (1) with at least one current sensor (5).
  • FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of a double-layer capacitor (DSK) energy store (10) with two storage cells (2,
  • the voltage of the energy store (10) is measured continuously from at least one voltage sensor (14) and the current of the energy store is measured continuously by at least one current sensor (15).
  • Fig. 3 shows a flowchart for the basic function of the method according to the invention for cyclical determination of the internal resistance (3, 13) of an energy store
  • Step 22 at any point in time during operation any value of the measured voltage is stored as the first trigger voltage value by means of a data memory (54) that can be connected to the ES (1,10,52) and which in step 24 is subsequently continuously matched with the measured Voltage is compared.
  • the data memory (54) can also be integrated into the ES (1,10,52).
  • the first trigger voltage value can also be specified or parameterized separately in step 22.
  • step 26 the process continues with step 24. If the measured voltage value agrees with the first trigger voltage value (step 26), a branch is made to step 28 and the value of the current of the ES (1,10,52) measured at the time of the agreement in accordance with step 26 is stored from both values of the Value of the stored electr. Energy E and the value of the square of the current I 2 dt are determined and each successively stored as different value tuples. The first stored value tuple consists of the corresponding measured value of the current, the value of the stored electr. Energy E and the value of the square of the
  • step 30 it is checked whether at least two value tuples are present. If there is not yet a second tuple of values, the process branches back to step 24 and the method continues until the measured voltage value of the energy storage device (1,10,52) matches the trigger voltage value for the second time (step 26). After the second value tuple has been saved in accordance with step 28 (see above), the
  • Step 32 then the internal resistance (3,13) of the ES (1,10,52) is determined from the first and second value tuples and also stored in the data memory (54), the internal resistance being (3,13) from the quotient of the difference the value of the electr.
  • Energy E of the second and the first value tuple and the difference between the value of the square of the current I 2 dt of the second and the first value tuple is calculated.
  • a branch can be made back to step 24 in step 34 and every time the measured voltage agrees with the first Trigger voltage value according to the previously described steps 24 to 34, the corresponding values tetupel each, according to the time sequence, successively stored in the connected or possibly also integrated data memory (54).
  • the further value tuples are made up of the corresponding values at the respective later times at which the measured voltage again agrees with the first trigger voltage value and are also designated accordingly.
  • the current internal resistance (3,13) of the ES (1,10,52) is then made up of two directly consecutive value tuples, namely the currently saved and the immediately preceding one
  • the stored tuples of values are redefined and saved so that the development of the internal resistance (3.13) over time is documented virtually without gaps and can therefore be evaluated immediately after the internal resistance (3.13) has been recalculated, but can also be tracked if necessary cash can be evaluated separately at a later date.
  • two value tuples can alternatively be used in the cyclical calculation of the internal resistance (3,13) according to the previously described steps of the method, which do not follow one another directly, but which were stored at a constant distance from one another with regard to the sequence
  • the value tuple saved later is used as the second value tuple and the value tuple saved earlier is used as the first value tuple.
  • the respective n + 2. , n + 3., etc. stored value tuples are used to determine the respective internal resistance (3,13).
  • a new trigger voltage value can additionally be calculated or set cyclically in step 36 via step 34, which is then branched back to step 22 to the previous one Replaces trigger voltage value and continues the method according to the invention from there, as described above.
  • the trigger voltage value is a measure of the open circuit voltage Uo c ( t) of the ES, which itself cannot be measured directly, the respective cyclical redetermination of the trigger voltage value using the currently recalculated value of the internal resistance (3.13 ), and the subsequent replacement of the previous trigger voltage value, the value for the no-load voltage Uo c ( t) and thus each subsequent trigger process, i.e. the comparison of the measured voltage of the ES (1,10,52) with the respectively valid trigger voltage value, more precise. This also makes every subsequent calculation of the internal resistance (3.13) more precise, so that ultimately the determination of the SoH also becomes more and more precise.
  • the new, for example, the second trigger voltage value is calculated in step 36 from the difference between the first trigger voltage value and the product of the internal resistance currently calculated at this point in time (3,13) and the associated measured value of the current of the second value tuple, using means whose internal resistance (3.13) was calculated, which then takes the place of the first trigger voltage value according to step 22 and replaces the first trigger voltage value.
  • the second trigger voltage value or the corresponding no-load voltage Uo c , 2 is then determined according to the following relationship
  • step 34 the value of the currently calculated internal resistance (3.13) can also be compared with a previously specified value for the internal resistance (3.13) that reflects the state of aging, ie the SoH of the ES (1,10,52) identifies, and if they match, triggers a notice or a warning by means of a connected warning device, for example shows a corresponding acoustic or visual notice to the driver of the rail vehicle (50).
  • the corresponding warning device and a warning issued by the warning device or a corresponding note include all possible types, for example on an optical or acoustic basis, without restriction to a specific applicable principle and / or the implementation of a specific warning device.
  • FIG 4 shows a rail vehicle (50) with an energy storage device (52) in which the internal resistance (3, 13) of the energy storage device (52) is determined cyclically during operation according to the method according to the invention.
  • a data memory (54) is integrated into the energy store (52).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs mit wenigstens einem elektrischen Energiespeicher (ES) zur Speicherung von Traktionsenergie, bei dem der Innenwiderstand des ES zyklisch während des Betriebs bestimmt wird, sowie ein Schienenfahrzeug mit Mitteln zur Durchführung des betreffenden Verfahrens.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs und Schienen fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs und ein Schienenfahrzeug.
In Schienenfahrzeugen befinden sich fahrzeugseitig elektri sche Energiespeicher mit welchen u.a. Traktionsenergie spei cherbar ist. Insbesondere bei einem Betrieb von Schienenfahr zeugen, der durch einen häufigen Wechsel von Beschleunigungs und Bremsvorgängen gekennzeichnet ist, kommen Energiespei cherlösungen zum Einsatz, da mit deren Hilfe die Bremsenergie mittels Rekuperation, bei der kinetische in elektrische Ener gie umgewandelt wird, nahezu vollständig genutzt werden kann.
Die Energiespeicher ermöglichen dadurch einen autonomen Be trieb auf kurzen Streckenabschnitten ohne weitere bordeigene Energiequellen oder Oberleitungsversorgung bzw. stellen vo rübergehend eine geringere Stromaufnahme aus dem Fahrdraht sicher .
Solche Energiespeicher werden im laufenden Betrieb im perma nenten Wechsel aufgeladen und wieder entladen. Aufgrund des Alterungsprozesses, dem die Energiespeicher unterliegen, müs sen diese am Ende ihrer Lebensdauer Dazu ist insbesondere die Kenntnis des aktuellen Alterszustands, des sog. State of Da mit zunehmendem Alterungsprozess der Innenwiderstand von Energiespeichern, wie beispielsweise Doppelschichtkondensato- ren (DSK) oder Li-Ionen Batterien, ansteigt, d.h. die Ener giespeicher einen erhöhten Innenwiderstand aufweisen, ist der Innenwiderstand ein Indikator für den State of Health (SoH) des bzw. der Energiespeicher ( s ) . Die Bestimmung des Innenwi derstands von DSK beispielsweise wie in IEC 62576 Kapitel 4.1.6 oder für Batterien nach IEC 62620 beschrieben, erfor dert jedoch präzises Messequipment. Der Strom und die Span- nung müssen zeitlich hochaufgelöst aufgezeichnet werden. Wei terhin muss die Entladung mit konstantem Strom erfolgen.
Für den Einsatz bzw. die Funktion von Energiespeichern im laufenden Betrieb eines Schienenfahrzeugs sind präzise Mess wandler im Regelfall nicht notwendig und werden deshalb, ins besondere aus ökonomischen Gründen entsprechend nicht ver baut. Weiterhin ist die Entladung der Energiespeicher mit konstantem Strom in der Praxis aufgrund der verwendeten Bau teile bzw. der Gegebenheiten nach IEC 62576 Kapitel 4.1.6 o- der IEC 62620 während des Betriebs normalerweise nicht mög lich. Somit kann eine normgerechte Bestimmung des Innenwider stands während des Betriebs in der Praxis nicht durchgeführt werden .
Deshalb sind üblicherweise zur Innenwiderstandsbestimmung Be triebsunterbrechungen und ggf. zusätzliches genaueres Messe quipment notwendig. Der Innenwiderstand wird somit zu diskre ten Zeiten außerhalb des normalen Betriebs erfasst, deren zeitliche Abstände recht groß sein können, da eine Unterbre chung des Betriebs, egal aus welchem Grund, nicht wünschens wert ist. Dadurch ist die Kenntnis über die zeitliche Ent wicklung des Innenwiderstands eines entsprechend eingesetzten Energiespeichers lückenhaft und somit sind präventive Aussa gen über die weitere Entwicklung des SoH und ein damit ver bundener rechtzeitiger Austausch des Energiespeichers nur eingeschränkt möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur genaueren Bestimmung des Innenwiderstands und somit des Alterungszustands, also des SoH, eines Energiespei chers, anzugeben.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Er findung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Patentan sprüche wieder. Dabei wird beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben ei nes Schienenfahrzeugs, welches wenigstens einen elektrischen Energiespeicher (ES) zur Speicherung von Traktionsenergie aufweist, der Innenwiderstand des ES zyklisch während des Be triebs bestimmt.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass durch die zyklische Bestimmung des Innenwiderstands eines ES während des Betriebs eines Schienenfahrzeugs diesbezügliche Betriebs unterbrechungen nicht mehr notwendig sind, was entsprechende Kosteneinsparungen zur Folge hat. Des Weiteren kann die zeit liche Entwicklung des Werts des Innenwiderstands quasi konti nuierlich erfasst, verfolgt und dokumentiert werden, sodass daraus der jeweilig erreichte Alterungszustand, also der SoH, des Energiespeichers entsprechend abgeleitet und somit ein am Ende der Lebenszeit notwendiger, zustandsbasierter Austausch mit wesentlich höherer Genauigkeit vorgenommen werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der ES aus wenigstens einer Speicherzelle (SZ) mit wenigstens einem ersten Sensor zur Messung der elektr. Spannung und we nigstens einem zweiten Sensor zur Messung des elektr. Stroms und die Spannung, die beim Laden und Entladen der SZ anliegt und der Strom, der beim Laden und Entladen der SZ fließt, wird mittels des ersten und des zweiten Sensors permanent ge messen. Damit ist es, bei Bedarf, jederzeit möglich, bei spielsweise zu Auswertungs- und/oder Überwachungszwecken auf die aktuellen Strom- und/oder Spannungswerte der jeweiligen Speicherzellen des Energiespeichers zuzugreifen. Der ES ist dabei aus einer oder mehrerer in Reihe und/oder parallel ge schalteter Speicherzellen oder Speichermodule aufgebaut.
Bevorzugt sind die Speicherzellen des ES jeweils als Doppel schichtkondensatorzellen oder Doppelschichtkondensatormodule (DSK) ausgeführt, da diese aufgrund deren hoher Leistungs dichte sehr schnell Ladungen speichern und abgeben können und darüber hinaus eine hohe Zyklenstabilität bzgl. Lade- /Entladevorgängen aufweisen. Dies ist insbesondere vorteil- haft bei der Energierückgewinnung, der sogenannten Rekupera- tion, beispielsweise von Bremsenergie. Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber in der Anwendung nicht auf Doppelschicht kondensatoren beschränkt, sondern ist ebenso für Batterien, insbesondere Li-Ionen-Batterien, aber auch für alle möglichen anderen elektrischen und elektrochemischen Energiespeicher anwendbar .
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Betriebs ein beliebiger Wert der gemessenen Spannung als erster Trigger spannungswert Uoc mittels eines, mit dem ES verbindbaren Da tenspeichers gespeichert und fortlaufend mit der gemessenen Spannung verglichen. Dieser Wert dient als sehr einfach zu detektierender Ausgangswert für die erste Bestimmung des In nenwiderstands. Alternativ dazu ist der erste Triggerspan nungswert festlegbar bzw. parametrierbar, wobei der entspre chende Wert vorteilhafterweise aus dem Werteraum genommen wird, den die gemessene Spannung während des Betriebs also bei den zyklischen Entlade- oder Ladevorgängen annimmt. Dabei ist der Triggerspannungswert prinzipiell ein Maß für die LeerlaufSpannung Uoc(t) des ES, welches die Spannung über dem Energiespeicher ohne Last, also ohne den Spannungsabfall über dem Innenwiderstand angibt.
Besonders bevorzugt ist der Datenspeicher aus Platzgründen in den Energiespeicher integriert.
Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jeweils bei Übereinstimmung der gemessenen Spannung mit dem ersten Triggerspannungswert, bei den zykli schen Entlade- oder Ladevorgängen, der zu diesem Zeitpunkt gemessene Wert des Stroms des ES gespeichert, aus beiden Wer ten, des Triggerspannungswerts einerseits und des gemessenen Wert des Stroms andererseits, der Wert der gespeicherten elektr. Energie E und der Wert des Quadrats des Stroms I2dt bestimmt und als Wertetupel im Datenspeicher gespeichert. Da bei besteht das erste gespeicherte Wertetupel aus dem ent- sprechenden gemessenen Wert des Stroms, dem Wert der gespei cherten elektr. Energie E und dem Wert des Quadrats des
Stroms I2dt zum Zeitpunkt an dem die gemessene Spannung zum ersten Mal mit dem ersten Triggerspannungswert übereinstimmt. Bei jeder weiteren Übereinstimmung der gemessenen Spannung mit dem ersten Triggerspannungswert werden die entsprechenden Wertetupel jeweils, gemäß der zeitlichen Reihenfolge, aufei nanderfolgend gespeichert. Analog zum ersten Wertetupel be stehen die weiteren Wertetupel aus den entsprechenden Werten zu den jeweils späteren Zeitpunkten, an denen die gemessene Spannung wieder mit dem ersten Triggerspannungswert überein stimmt und werden auch entsprechend bezeichnet. Somit kann vorteilhafterweise auch zu einem späteren Zeitpunkt auf alle Wertetupel und somit auf den entsprechenden zeitlichen Ver lauf zurückgegriffen und dieser sowohl räumlich als auch zeitlich separat ausgewertet werden.
Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Innenwiderstand des ES aus jeweils einem ersten und einem zweiten Wertetupel bestimmt und optional ge speichert, wobei sich der Innenwiderstand aus dem Quotienten der Differenz des Wertes der elektr. Energie E des zweiten und des ersten Wertetupels und der Differenz des Werts des Quadrats des Stroms I2dt des zweiten und des ersten Wer tetupels bestimmt.
Besonders bevorzugt wird der Innenwiderstand zyklisch jeweils aus zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Wertetupeln be stimmt und optional gespeichert, wobei bei jeder erneuten Be stimmung des Innenwiderstands jeweils das aktuell gespeicher te Wertetupel als zweites Wertetupel und das unmittelbar vor hergehend gespeicherte Wertetupel als erstes Wertetupel ver wendet wird.
Genauso ist es selbstverständlich jederzeit möglich den In nenwiderstand zyklisch jeweils aus zwei beliebigen, unmittel bar aufeinanderfolgenden Wertetupeln zu bestimmen und optio nal zu speichern, wobei jeweils das zeitlich später gespei- cherte Wertetupel als zweites Wertetupel und das unmittelbar vorhergehend gespeicherte Wertetupel als erstes Wertetupel verwendet wird.
Der jeweils aktuelle Innenwiderstand Ri,n+i wird dann entspre chend der folgenden Beziehung mittels Soft- und/oder Hardware berechnet .
Ri,n+1 = (En+1 - En)/( In+I 2dtn+1 - In 2dtn); n e N; n>= 1
Alternativ wird der Innenwiderstand zyklisch jeweils aus zwei gespeicherten Wertetupeln bestimmt, die bezüglich der zeitli chen Reihenfolge jeweils konstant voneinander beabstandet ge speichert sind, wobei jeweils das zeitlich später gespeicher te Wertetupel als zweites Wertetupel und das zeitlich früher gespeicherte Wertetupel als erstes Wertetupel verwendet wird. Dabei werden beispielsweise nur die jeweiligen n+2. , n+3., etc. Wertetupel für die Bestimmung des jeweiligen Innenwider stands verwendet.
In diesem Fall wird der aktuelle Innenwiderstand Ri,n+i dann entsprechend der folgenden Beziehung mittels Soft- und/oder Hardware berechnet.
Ri,n+i — (En+m — En) / (In+m 2dtn+m — In 2dtn) m, n e N; n>— 1; m>—2
Der ermittelte Innenwiderstand entspricht normalerweise dem Gesamtinnenwiderstand der Reihen- und/oder Parallelschaltung. Bei einer Betrachtung auf Speicherzell- bzw. Speichermodul ebene ist entsprechend die Messung jeder Speicherzell- bzw. Speichermodulspannung und des jeweiligen Speicherzell- bzw. Speichermodulstroms notwendig.
Nach einer weiteren besonders bevorzugten Aus führungs form der Erfindung wird ein zweiter Triggerspannungswert aus der Dif ferenz des ersten Triggerspannungswerts und dem Produkt des jeweils aktuellen Innenwiderstands und dem gemessenen Wert des Stroms des zweiten Wertetupels, welcher zur Bestimmung des aktuellen Innenwiderstands hergenommen wurde, bestimmt, der den ersten Triggerspannungswert ersetzt.
Besonders bevorzugt wird zyklisch jeweils ein nachfolgender Triggerspannungswert aus der Differenz des vorhergehenden Triggerspannungswerts und dem Produkt des jeweils aktuellen Innenwiderstands und dem gemessenen Wert des Stroms des aktu ellen Wertetupels, bestimmt, der den vorhergehenden Trigger spannungswert ersetzt.
Da der Wert der Triggerspannung ein Maß für die LeerlaufSpan nung Uoc(t) des ES ist, die jedoch selbst nicht direkt gemes sen werden kann, wird durch die jeweilige zyklische Neube stimmung des Triggerspannungswerts, unter Verwendung des je weils aktualisierten Werts des Innenwiderstands, und dem Er setzen des vorherigen Triggerspannungswerts, der Wert für die LeerlaufSpannung Uoc(t)und somit jeder darauffolgende Trig gervorgang präziser. Dies wiederum bewirkt eine jeweils fol gende präzisere Berechnung des Innenwiderstands, sodass auch die Bestimmung des SoH immer präziser bestimmbar ist.
Der jeweils aktuelle Triggerspannungswert bzw. die Leer laufspannung Uoc,n+i wird entsprechend nach der folgenden Be ziehung bestimmt und kann mittels Soft- und/oder Hardware be rechnet werden.
Uoc,n+l (t) — Uoc,n (t) _ Rj_,n+lln+l (t)
Eine weitere besonders bevorzugte Ausprägung der Erfindung berücksichtigt bei der Bestimmung des Innenwiderstands einen Symmetrierwiderstand .
Häufig kommen Reihen- und Parallelschaltungen von DSK-Zellen oder DSK-Modulen zur Bildung eines Energiespeichers zum Ein satz, wobei die DSK-Zellen oder -Module mit einem parallelen Widerstand zur Symmetrierung beschältet werden. Ein solcher Symmetrierwiderstand gleicht Unterschiede der individuellen Eigenschaften der verwendeten Bauteile aus.
Ein Symmetrierwiderstand erzeugt eine entsprechende Verlus tenergie Esym, die die Bestimmung des Innenwiderstands ver fälscht. Da die Eigenschaften und insbesondere die Dimensio nierung des bzw. der Symmetrierwiderstände bekannt sind, las sen sich dessen bzw. deren Verluste abschätzen.
So lässt sich der Gesamtsymmetrierwiderstand Rsym/ ges nach fol gender Beziehung bestimmen. Dabei ist k die Anzahl der in Reihe verschalteter DSK-Zellen oder DSK-Module und I ist die Anzahl der parallel verschalteten Zweige von DSK-Zellen oder DSK-Modulen .
Rsym/ ges ( k_ Rsym) / I
Die entsprechende Verlustenergie Esym berechnet sich dann nach folgender Beziehung und kann mittels Soft- und/oder Hardware ebenfalls berechnet werden.
ESym — Rsym/ ges ) ) dt
Die Verluste Esym werden ebenfalls bei jedem Triggervorgang mitgespeichert. Die Berechnung des jeweils aktuellen Innenwi derstands bestimmt sich dann nach folgender Beziehung und kann mittels Soft- und/oder Hardware ebenfalls berechnet wer den .
Ri,n+1 ( (En+m ESym,n+m ) (En ESym,n) / ( In+m^dtn+m I n2dt n ) ;
m, n e N; n,m >= 1;
Elektrisch aber nicht funktional identisch kann ein bekannter Wert des Selbstentladewiderstandes nach obigem Berechnungs prinzip berücksichtigt werden, was den Vorteil mit sich bringt, dass auch bei langen Betriebspausen eine sinnvolle Auswertung des Innenwiderstands möglich ist, da bei Nichtbe- achtung des Selbstentladewiderstands oder des Symmetrierwi- derstands eine Verfälschung des Ergebnisses erfolgt.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausprägung der Er findung wird aus dem Innenwiderstand der Alterungszustand des ES abgeleitet und bei Erreichung eines vorgebbaren Werts ein Hinweis mittels einer Warneinrichtung ausgelöst.
In der Regel sind die Eigenschaften und damit auch der Wer tebereich des erhöhten Innenwiderstands eines gealterten Energiespeichers bekannt. Somit kann ein entsprechender Wert als Vergleichswert im Datenspeicher eines verwendeten Batte riemanagementsystems hinterlegt werden. Bei Erreichen dieses Werts ist das vorgesehene Alter, der SoH, erreicht und der betreffende ES soll dann ausgetauscht werden, um vorteilhaf terweise einen unkontrollierten Austauschvorgang zu einem späteren Zeitpunkt und damit eine außerplanmäßige Betriebsun terbrechung zu vermeiden. Der nach dem erfindungsgemäßen Ver fahren zyklisch bestimmte Innenwiderstand wird demgemäß per manent mit dem hinterlegten Vergleichswert abgeglichen und bei Erreichen des hinterlegten Werts wird eine entsprechende Warneinrichtung ausgelöst. Beispielsweise kann ein entspre chender Hinweis beim Fahrer des Schienenfahrzeugs angezeigt werden. Dabei umfasst die entsprechende Warneinrichtung sowie eine von der Warneinrichtung abgesetzte Warnung bzw. ein ent sprechender Hinweis alle möglichen Arten, wie beispielsweise auf optischer oder akustischer Grundlage, ohne Beschränkung auf ein bestimmtes anzuwendendes Prinzip und/oder die Ausfüh rung einer bestimmten Warneinrichtung.
Eine weitere, ganz besonders bevorzugte Ausprägung der Erfin dung ist ein Schienenfahrzeug mit Mitteln zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das beschriebene Verfahren ermöglicht es, den Innenwiderstand eines Energiespeichers im laufenden Betrieb zu bestimmen, oh ne den Betrieb zu beeinflussen. Die notwendigen Messmittel sind in der Regel schon verbaut und erzeugen keine Mehrkos- ten, wobei die Berechnung beispielsweise kostengünstig in ei ner Soft- und/oder Hardware umgesetzt werden kann. Weiterer Vorteil ist die quasi kontinuierliche Erfassung des Innenwi derstands, sodass unter Zuhilfenahme von vorhandenen Spei chertemperaturen sogar Abhängigkeiten von Temperatur und In nenwiderstand bestimmbar sind. Besonders vorteilhaft kann mittels der kontinuierlichen Erfassung die zeitliche Entwick lung des Innenwiderstands verfolgt werden, wodurch der aktu elle SoH des betreffenden Energiespeichers abgeleitet werden kann und somit einen zustandsbasierten Service, bzw. Aus tausch erlaubt. Dadurch ist es möglich die Energiespeicher bis unmittelbar vor das Lebensdauerende zu betreiben und Kos ten, insbesondere Austauschkosten zu minimieren. Weitere Mög lichkeiten zur Nutzung des ermittelten Innenwiderstands erge ben sich bei der Steuerung oder Regelung einer Klimatisierung des Energiespeichers, was den Energieverbrauch reduzieren kann, oder die Lebensdauer der Energiespeicher erhöht.
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfin dung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 ein Ersatzschaltbild eines Energiespeichers (1) mit einer Speicherzelle (2),
Fig . 2 ein Ersatzschaltbild eines Energiespeichers (10) mit zwei Speicherzellen (2, 12) und entsprechenden
Symmetrierwiderständen (6,16),
Fig . 3 ein Flussdiagramm zur prinzipiellen Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 4 ein Schienenfahrzeug (50) mit Energiespeicher (52) .
In Fig. 1 ist ein Ersatzschaltbild eines Doppelschichtkonden- sator (DSK) -Energiespeichers (1) mit einer einzelnen Spei cherzelle (2) dargestellt. Ein DSK-Energiespeicher (1) ist aus ein oder mehreren in Reihe oder Serie geschalteter sol cher DSK-Speicherzellen (2) aufgebaut. Das Ersatzschaltbild des Energiespeichers (1) in Fig. 1 zeigt den zugehörigen äquivalenten Innenwiderstand (3) sowie eine DSK-Speicherzelle (2) in Reihe geschaltet, die zusammen die Gesamtspannung UEs (7) des Energiespeichers (1) bestimmen.
Die Gesamtspannung (7) des Energiespeichers (1) wird mit min destens einem Spannungssensor (4) und der Strom des Energie speichers (1) mindestens mit einem Stromsensor (5) permanent gemessen .
Fig. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild eines Doppelschichtkonden- sator (DSK) -Energiespeichers (10) mit zwei Speicherzellen (2,
12) sowie den zugehörigen äquivalenten Innenwiderständen (3,
13) . Beim Energiespeicher (10) mit zwei Speicherzellen (2,
12) sind zwei parallel geschaltete Symmetrierwiderstände (6, 16) dargestellt, die Unterschiede der individuellen Eigen schaften der verwendeten Bauteile ausgleichen.
Die Spannung des Energiespeichers (10) wird aus mindestens einem Spannungssensor (14) und der Strom des Energiespeichers mindestens mit einem Stromsensor (15) permanent gemessen.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm zur prinzipiellen Funktions weise des erfindungsgemäßen Verfahrens zur zyklischen Bestim mung des Innenwiderstands (3,13) eines Energiespeichers
(1,10,52) im laufenden Betrieb eines Schienenfahrzeugs (50) .
So wird ausgehend von einer permanenten Messung der Spannung und des Stroms beim zyklischen Laden und Entladen des Ener giespeichers (1,10,52) des Schienenfahrzeugs (50) mittels ei nes Spannungs- und eines Stromsensors (4,5) gemäß Schritt 20, im Schritt 22 zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Be triebs ein beliebiger Wert der gemessenen Spannung als erster Triggerspannungswert mittels eines, mit dem ES (1,10,52) ver bindbaren Datenspeichers (54) gespeichert, der im Schritt 24 im Folgenden fortlaufend mit der gemessenen Spannung vergli chen wird. Dabei kann der Datenspeicher (54) auch in den ES (1,10,52) integriert sein. Alternativ kann der erste Trigger spannungswert im Schritt 22 auch separat festgelegt bzw. pa- rametriert werden. Solange die gemessenen Spannungswerte nicht mit dem ersten Triggerspannungswert übereinstimmen (Schritt 26) wird mit Schritt 24 fortgefahren. Stimmt der ge messene Spannungswert mit dem ersten Triggerspannungswert überein (Schritt 26), dann wird zu Schritt 28 verzweigt und der zum Zeitpunkt der Übereinstimmung gemäß Schritt 26 gemes sene Wert des Stroms des ES (1,10,52) gespeichert, aus beiden Werten der Wert der gespeicherten elektr. Energie E und der Wert des Quadrats des Stroms I2dt bestimmt und jeweils aufei nanderfolgend als unterschiedliche Wertetupel gespeichert. Dabei besteht das erste gespeicherte Wertetupel aus dem ent sprechenden gemessenen Wert des Stroms, dem Wert der gespei cherten elektr. Energie E und dem Wert des Quadrats des
Stroms I2dt zum Zeitpunkt an dem die gemessene Spannung zum ersten Mal mit dem ersten Triggerspannungswert übereinstimmt.
Als nächstes wird im Schritt 30 überprüft, ob wenigstens zwei Wertetupel vorliegen. Liegt noch kein zweites Wertetupel vor wird zu Schritt 24 zurückverzweigt und das Verfahren solange fortgesetzt, bis der gemessene Spannungswert des Energiespei chers (1,10,52) zum zweiten Mal mit dem Triggerspannungswert übereinstimmt (Schritt 26) . Nach dem Abspeichern des zweiten Wertetupels gemäß Schritt 28 (s.o) wird (über Schritt 30) im
Schritt 32 dann der Innenwiderstand (3,13) des ES (1,10,52) aus dem ersten und zweiten Wertetupel bestimmt und ebenfalls im Datenspeicher (54) gespeichert, wobei sich der Innenwider stand (3,13) aus dem Quotienten der Differenz des Wertes der elektr. Energie E des zweiten und des ersten Wertetupels und der Differenz des Werts des Quadrats des Stroms I2dt des zweiten und des ersten Wertetupels berechnet.
Ri = (E2 - Ei) / ( I2 2dt2 - Ii2dti)
Je nach Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nach der ersten Bestimmung des Innenwiderstands R2 (3,13) des ES (1,10,52) in Schritt 34 wieder zurück zu Schritt 24 verzweigt werden und bei jeder weiteren Übereinstimmung der gemessenen Spannung mit dem ersten Triggerspannungswert gemäß der vorher beschriebenen Schritte 24 bis 34 die entsprechenden Wer- tetupel jeweils, gemäß der zeitlichen Reihenfolge, aufeinan derfolgend im verbundenen oder ggf. auch integierten Daten speicher (54) gespeichert. Analog zum ersten Wertetupel be stehen die weiteren Wertetupel aus den entsprechenden Werten zu den jeweils späteren Zeitpunkten, an denen die gemessene Spannung wieder mit dem ersten Triggerspannungswert überein stimmt und werden auch entsprechend bezeichnet. Auf diese Weise wird nach jeder neuen Übereinstimmung der gemessenen Spannung mit dem ersten Triggerspannungswert der dann jeweils aktuelle Innenwiderstand (3,13) des ES (1,10,52) aus zwei un mittelbar aufeinanderfolgenden Wertetupeln, nämlich dem dann aktuell gespeicherten und dem unmittelbar vorhergehend ge speicherten Wertetupel neu bestimmt und gespeichert, so dass die zeitliche Entwicklung des Innenwiderstands (3,13) quasi lückenlos dokumentiert wird und dadurch jeweils sofort nach erneuter Berechnung des Innenwiderstands (3,13) unmittelbar ausgewertet werden kann, aber auch, bei Bedarf, nachverfolg bar zu einem späteren Zeitpunkt separat ausgewertet werden kann .
In einer weiteren Ausführung des Verfahrens können bei der zyklischen Berechnung des Innenwiderstands (3,13) gemäß der vorher beschriebenen Schritte des Verfahrens alternativ auch zwei Wertetupel herangezogen werden, die nicht unmittelbar aufeinander folgen, sondern die bezüglich der Reihenfolge je weils konstant voneinander beabstandet gespeichert wurden, wobei jeweils das später gespeicherte Wertetupel als zweites Wertetupel und das früher gespeicherte Wertetupel als erstes Wertetupel verwendet wird. Dabei werden beispielsweise nur die jeweiligen n+2. , n+3., etc. gespeicherten Wertetupel für die Bestimmung des jeweiligen Innenwiderstands (3,13) verwen det. Bei der Berechnung des jeweiligen Innenwiderstands
(3,13) wird beispielsweise im Fall n+3 normalerweise das ak tuelle Wertetupel und das als drittletztes gespeicherte Wer tetupel herangezogen. Hier sind selbstverständlich auch alle denkbaren anderen Möglichkeiten von dem erfindungsgemäßen Verfahren abgedeckt und erlaubt. Die entsprechenden Ausfüh- rungen werden entsprechend Software- und/oder hardwaretech nisch abgebildet.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführung des Ver fahrens kann, wie in Fig. 3 dargestellt, über Schritt 34 zu sätzlich zyklisch jeweils ein neuer Triggerspannungswert in Schritt 36 berechnet bzw. festgelegt werden, der dann über die Verzweigung zurück zu Schritt 22 den jeweils vorhergehen den Triggerspannungswert ersetzt und das erfindungsgemäße Verfahren von dort, wie oben beschrieben, weiter fortsetzt.
Da der Triggerspannungwert ein Maß für die LeerlaufSpannung Uoc(t) des ES ist, die jedoch selbst nicht direkt gemessen werden kann, wird durch die jeweilige zyklische Neubestimmung des Triggerspannungswerts, unter Verwendung des jeweils aktu ell neu berechneten Wert des Innenwiderstands (3,13), und dem anschließenden Ersetzen des vorherigen Triggerspannungswerts, der Wert für die LeerlaufSpannung Uoc(t)und somit jeder da rauffolgende Triggervorgang, also der Vergleich der gemesse nen Spannung des ES (1,10,52) mit dem jeweils gültigen Trig gerspannungswert, präziser. Dadurch wird auch jede folgende Berechnung des Innenwiderstands (3,13) präziser, sodass letztlich auch die Bestimmung des SoH immer präziser wird.
So berechnet sich der neue, beispielsweise der zweite Trig gerspannungswert, in Schritt 36 aus der Differenz des ersten Triggerspannungswerts und dem Produkt des zu diesem Zeitpunkt aktuell berechneten Innenwiderstands (3,13) und dem zugehöri gen gemessenen Wert des Stroms des zweiten Wertetupels, mit tels dessen der Innenwiderstand (3,13) berechnet wurde, der dann gemäß Schritt 22 an die Stelle des ersten Triggerspan nungswerts tritt und den ersten Triggerspannungswert ersetzt.
Der zweite Triggerspannungswert bzw. die korrespondierende LeerlaufSpannung Uoc,2 bestimmt sich dann entsprechend nach der folgenden Beziehung
Uoc,2 (t) = UQC,1 (t) - Ri,2I2 (t) . In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführung kann im Schritt 34 zusätzlich der Wert des jeweils aktuell berechne ten Innenwiderstands (3,13) mit einem vorab vorgegebenen Wert für den Innenwiderstand (3,13) verglichen werden, der den Al- terungszustand, also den SoH des ES (1,10,52) kennzeichnet, und bei Übereinstimmung einen Hinweis bzw. eine Warnung mit tels einer verbundenen Warneinrichtung auslöst, beispielswei se einen entsprechenden akustischen oder optischen Hinweis beim Fahrer des Schienenfahrzeugs (50) anzeigt. Das Erreichen dieses vorgegebenen Werts entspricht dem Erreichen des vorab vorgesehenen Alters, dem SoH, und der betreffende ES (1,10,52) soll zu diesem Zeitpunkt dann ausgetauscht werden, um vorteilhafterweise einen unkontrollierten Austauschvorgang zu einem späteren Zeitpunkt und damit eine außerplanmäßige Betriebsunterbrechung zu vermeiden. Dabei umfasst die ent sprechende Warneinrichtung sowie eine von der Warneinrichtung abgesetzte Warnung bzw. ein entsprechender Hinweis alle mög lichen Arten, wie beispielsweise auf optischer oder akusti scher Grundlage, ohne Beschränkung auf ein bestimmtes anzu- wendendes Prinzip und/oder die Ausführung einer bestimmten Warneinrichtung .
Fig. 4 zeigt ein Schienenfahrzeug (50) mit einem Energiespei cher (52) bei dem der Innenwiderstand (3,13) des Energiespei- chers (52) zyklisch während des Betriebs gemäß des erfin dungsgemäßen Verfahrens bestimmt wird. Dabei ist ein Daten speicher (54) in den Energiespeicher (52) integriert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs (50) wel ches wenigstens einen elektrischen Energiespeicher (ES)
(1,52) zur Speicherung von Traktionsenergie aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
der Innenwiderstand (3,13) des ES (1,52) zyklisch während des Betriebs des Schienenfahrzeugs (50) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der ES (1,52) aus wenigstens einer Speicherzelle (SZ) (2) mit wenigstens einem ersten Sensor (4) zur Messung der elektr. Spannung und wenigstens einem zweiten Sensor (5) zur Messung des elektr. Stroms besteht und der Strom, der beim Laden und Entladen der SZ (2) fließt und die Spannung, die beim Laden und Entladen der SZ (2) anliegt, mittels des ersten (4) und des zweiten Sensors (5) permanent gemessen (20) wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Speicherzelle (2) des ES (1, 52) eine Doppelschichtkon- densatorzelle ist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Betriebs ein belie biger Wert der gemessenen Spannung als erster Triggerspan nungswert mittels eines, mit dem ES (1,52) verbindbaren Da tenspeichers (54) gespeichert (22) wird und fortlaufend mit der gemessenen Spannung verglichen (24) wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Triggerspannungswert festlegbar (22) ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Datenspeicher (54) in den Energiespeicher (1,52) inte griert ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeweils bei Übereinstimmung (26) der gemessenen Spannung mit dem ersten Triggerspannungswert der zu diesem Zeitpunkt ge messene Wert des Stroms des ES (1,52) gespeichert wird, aus beiden Werten der Wert der gespeicherten elektr. Energie E und der Wert des Quadrats des Stroms I2dt bestimmt und je weils aufeinanderfolgend als unterschiedliche Wertetupel ge speichert (28) werden.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Innenwiderstand (3,13) des ES (1,52) aus jeweils einem ersten und einem zweiten Wertetupel bestimmt (32) und gespei chert wird, wobei sich der Innenwiderstand (3,13) aus dem Quotienten der Differenz des Wertes der elektr. Energie E des zweiten und des ersten Wertetupels und der Differenz des Werts des Quadrats des Stroms I2dt des zweiten und des ersten Wertetupels bestimmt.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Innenwiderstand (3,13) zyklisch jeweils aus zwei unmit telbar aufeinanderfolgenden Wertetupeln bestimmt (32) und ge speichert wird, wobei bei jeder erneuten Bestimmung des In nenwiderstands (3,13) jeweils das aktuell gespeicherte Wer tetupel als zweites Wertetupel und das unmittelbar vorherge hend gespeicherte Wertetupel als erstes Wertetupel verwendet wird .
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Innenwiderstand (3,13) zyklisch jeweils aus zwei gespei cherten Wertetupeln bestimmt (32) und gespeichert wird, die bezüglich der zeitlichen Reihenfolge jeweils konstant vonei nander beabstandet gespeichert sind, wobei jeweils das später gespeicherte Wertetupel als zweites Wertetupel und das früher gespeicherte Wertetupel als erstes Wertetupel verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein zweiter Triggerspannungswert aus der Differenz des ersten Triggerspannungswerts und dem Produkt des Innenwiderstands und dem gemessenen Wert des Stroms des zweiten Wertetupels, bestimmt (36) wird, der den ersten Triggerspannungswert er setzt .
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zyklisch jeweils ein nachfolgender Triggerspannungswert aus der Differenz des vorhergehenden Triggerspannungswerts und dem Produkt des jeweils aktuellen Innenwiderstands (3,13) und dem gemessenen Wert des Stroms des aktuellen Wertetupels, be stimmt (36) wird, der den vorhergehenden Triggerspannungswert ersetzt .
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei der Bestimmung des Innenwiderstands (3,13) ein Symmet- rierwiderstand (6, 16) berücksichtigt wird.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
aus dem Innenwiderstand (3,13) der Alterungszustand des ES (1,52) abgeleitet wird und bei Erreichung eines vorgebbaren Werts ein Hinweis mittels einer Warneinrichtung ausgelöst wird .
15. Schienenfahrzeug (50) mit Mitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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