EP4523308A1 - Voralterungsverfahren zum voraltern einer batterie und testverfahren zum testen von batteriesätzen - Google Patents

Voralterungsverfahren zum voraltern einer batterie und testverfahren zum testen von batteriesätzen

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EP4523308A1
EP4523308A1 EP23732341.5A EP23732341A EP4523308A1 EP 4523308 A1 EP4523308 A1 EP 4523308A1 EP 23732341 A EP23732341 A EP 23732341A EP 4523308 A1 EP4523308 A1 EP 4523308A1
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EP
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aging
battery
test
batteries
profiles
Prior art date
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Pending
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EP23732341.5A
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French (fr)
Inventor
Mats Ivarson
Helmut Peter GRASSBERGER
Stefan Scheidel
Thomas TRAUSSNIG
Thomas Ebner
Andreas FICSOR
Simon ERKER
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AVL List GmbH
Original Assignee
AVL List GmbH
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Publication date
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a pre-aging method for pre-aging a battery to a predetermined aging state, a test method for testing battery sets according to a predetermined test plan, a computer program product, a pre-aging system for pre-aging a battery to a predetermined aging state and a test system for testing battery sets according to a predetermined test plan .
  • the aging behavior of newly developed batteries is of great interest.
  • the usual procedure for determining aging behavior is to carry out aging measurement tests with artificial load profiles.
  • the load profiles are defined by a sequence of charge/discharge cycles, followed by rest periods and a capacity and performance test and, if necessary, further tests.
  • the parameters of the artificial profiles can be varied to obtain information about aging behavior under different conditions.
  • the state of the art is to carry out the aging measurement test based on DOE (Design of Experiment) in order to obtain maximum information with the number of batteries used.
  • DOE Design of Experiment
  • a specific set of cycle parameters is applied to each individual battery and the cycle begins with a new state up to a predefined aging state (also SOH for State of Health) of, for example, 75%.
  • the remaining capacity decreases over time depending on the selected load profile parameters.
  • the resulting time until the desired SOH is reached depends heavily on the selected load profile. This can result in some batteries reaching the end of their life very early, while other cells do not reach the desired SOH value.
  • a battery only provides information about one set of parameters for the load profile.
  • the long period of time in the known test method is disadvantageous.
  • batteries in a SOH To test the range of battery capacity from 100% to 80%, it is quite possible that they will have to go through 1,000 or more cycles.
  • the associated long periods of time are unavoidable when limited to a set of cycle parameters, since - in the case of cycle parameters that moderately influence aging - the aging of the battery or the achievement of an SOH of 0 can take a long time.
  • a pre-aging method for pre-aging at least one battery to a predetermined aging state.
  • the pre-aging process according to the invention has the following steps:
  • the pre-aging process according to the invention enables adapted battery aging of the battery up to a desired aging state. This is particularly useful if several batteries are being aged in parallel.
  • the pre-aging process according to the invention has the advantage that several batteries can be aged relatively evenly in relation to the required period of time due to the different aging profiles.
  • a special application is the pre-aging method according to the invention with regard to a test method according to the invention, which preferably follows afterwards, as will be explained in more detail later.
  • batteries pre-aged using the pre-aging process according to the invention are advantageously used in order to take advantage of the advantages of rapid and uniform battery aging.
  • the pre-aging process can also provide for aging information to be obtained from the different aging profiles.
  • the state of aging can be described by the so-called SOH (State of Health).
  • SOH State of Health
  • the aging condition can only be indicated by the SOH.
  • the SOH is a measure of the available capacity of the battery - along with other influencing variables - at the respective aging state. More specifically, it can be expressed as an indication of the available remaining capacity of the battery in relation to the original battery capacity or design capacity of the battery.
  • Another SOH influencing factor relevant to operation is the (relative) change in internal resistance as the battery ages (generally an increase in internal resistance over aging).
  • the SOH adequately describes the aging condition of the battery. It was found that when operating within certain operating parameters of the cell (including, but not limited to, charge/discharge current, cell voltage limits, temperature), the SOH is only insignificantly dependent on the previous stress on the batteries. Instead, the aging state can be adequately described by the SOH and the history of battery aging can be neglected when operating within cell chemistry-dependent parameters.
  • a single battery cell can be used as the battery. However, several interconnected battery cells or battery modules of a battery pack can also be used. And of course it is also possible to use a battery pack as a battery, so that the entire battery pack with all of its battery cells is pre-aged.
  • the battery pack can in particular be a traction battery for an electric drive of a motor vehicle.
  • a traction battery for an electric drive of a motor vehicle.
  • aging over the long service life of the motor vehicle plays a particularly important role, which must be examined through tests before a battery is used in a motor vehicle.
  • an aging profile is understood to mean a specification of at least one charging and/or discharging process for the battery.
  • An aging profile preferably includes the specification of several charging and/or discharging processes defined on the basis of predefined aging parameters, in particular several charging and discharging cycles.
  • an aging profile can be 2 to 300, 4 to 200, 10 to 150 or the like based on aging parameters Define predefined charging and discharging cycles.
  • An aging profile specifies charging/discharging cycles for the battery, which are always applied to the battery under the same aging parameters for a predetermined number of cycles.
  • the aging parameters are to be understood as parameters that can be set and varied during the charge/discharge cycles and which have an influence on the aging of the battery. This can in particular be external environmental parameters and/or electrical operating parameters of the battery.
  • the at least one second aging profile is referred to as at least one further aging profile. It differs from the other or all other aging profiles in one or more aging parameters.
  • a further step of determining an interim aging state can be provided. The interim aging state can also be compared with the specified aging state. It is also possible to predefine the aging parameters of the further aging profile depending on an interim aging state, in particular a comparison of the interim aging state with the predetermined aging state.
  • the application of the at least one further aging profile continues until the predefined termination criterion of the pre-aging process is met.
  • the termination criterion is that the previously specified aging state has been reached.
  • the result is a battery which has been pre-aged quickly and evenly to the specified aging state and can now be used, in particular for the previously mentioned test method according to the invention.
  • further aging profiles are selected from the large number of different aging profiles and applied to the battery until the predetermined aging state of the battery is reached, the further aging profiles differing in at least one or more of the predefined aging parameters at least from the previously selected and on the The aging profile applied to the battery differs.
  • the further aging profiles can also differ from several or all of the previously selected and applied aging profiles in at least one or more of the predefined aging parameters.
  • At least one of the selected aging profiles is set up for aging the battery at a first speed and at least one other of the selected aging profiles is set up for aging the battery at a second speed that is different from the first speed.
  • the first speed can, for example, be a typically slow aging speed with low charging and/or discharging current
  • the second speed can be a fast aging speed with typically very high charging and/or discharging current.
  • the predetermined aging parameters are at least two of a temperature, a mechanical pressure, a charging current, a discharging current, a state of charge, in particular a delta state of charge, and a pulse frequency. In particular, it can also be at least three or more or all of the aforementioned.
  • the surroundings of the battery can be influenced by the temperature and mechanical pressure, so that these aging parameters can be viewed as external environmental parameters that can have an influence on the aging of the battery.
  • the remaining parameters are electrical operating parameters of the battery that can be adjusted during charging and/or discharging.
  • the state of charge can be used as an aging parameter to indicate how much the battery is charged and discharged between charge/discharge cycles.
  • the state of charge can, for example, be predefined absolutely or relatively. Different predefinitions are also possible with regard to the other aging parameters, for example with regard to the discharge current and charging current, for which it is possible, for example, to predefine the peak current and/or the average current.
  • the predetermined aging parameters in the aging profiles lie in a predetermined parameter range.
  • This parameter range can be limited, particularly with regard to the battery design. This prevents the battery from being operated outside of its design, for example at temperatures below - 40 °C, when it is only designed for a maximum of - 40 °C. This ensures that pre-aging does not cause any damage to the battery, which may only become noticeable later and makes the pre-aged battery no longer usable, in particular testable, in the way that would be possible under proper real-world conditions.
  • the predetermined aging state is in the range of 95% to 70%, in particular 90% to 75%, remaining capacity measured against a design capacity of the battery.
  • SOHs 95%, 90%, 85%, 80%, 75% and/or 70% may be considered.
  • the specified aging condition is the same for all batteries.
  • the batteries can be located, for example, in a battery arrangement with a parallel connection of the batteries and a voltage source for charging the batteries and an electrical consumer for discharging the batteries.
  • the batteries can preferably be identical in construction, but can also be different from one another, for example in terms of cell chemistry, structure, number of cells, etc.
  • the batteries advantageously have the same battery capacity of 100% of the design capacity.
  • the respective aging profiles can preferably be selected differently for all of the batteries that have been pre-aged in parallel. As already mentioned, this makes it possible to test the batteries because different aging profiles are used and more information can be collected about the battery aging of the batteries, especially of the same type. Alternatively, the same aging profiles can also be selected and applied for the respective batteries in order to produce aging that is as uniform as possible.
  • the aging profiles for the batteries are selected taking into account the interim aging states of the other batteries.
  • an interim aging state can be determined or monitored, in particular in relation to the predetermined aging state. If there are several batteries, this can not only be used as feedback for selecting the aging profile of the battery with the interim aging state, but also for the other batteries. For example, it can be determined that a battery ages comparatively faster than the others because an interim aging state of this battery is higher than that of the other batteries.
  • An aging profile can then be selected for the other batteries, which causes faster aging than in the battery with the already high interim aging state, in order to bring the batteries back into line with one another in terms of their interim aging states.
  • Another crucial advantage is being able to measure as many different combinations of aging parameters as possible in each current aging level (SOH).
  • SOH current aging level
  • the information obtained from this can be coupled with each other.
  • a model can be formed from the data measured so far about the connection between the aging parameters and aging.
  • new aging parameter combinations can then be selected where little information is available and, in particular, a predetermined aging rate corridor can be adhered to.
  • the present invention also relates to a test method for testing battery packs according to a predetermined test plan.
  • the test procedure has the following steps:
  • test plan for testing the battery packs, the test plan specifying charging and/or discharging processes with predefined test parameters for the battery packs, and
  • the test method according to the invention thus allows a considerable acceleration of testing of batteries, in particular battery packs, according to a predetermined test plan. This is achieved by providing and testing batteries with different battery capacities. In this way, batteries can be tested within a certain range of an aging state, in particular the SOH range, for example from 100% to 80%, without actually testing all batteries over the necessary number of cycles from 100% design capacity to 80% according to the test plan.
  • the test plan can in particular be a DOE test plan.
  • the batteries of the individual battery sets can in particular be identical batteries, i.e. in particular with the same cell chemistry, the same cell structure and/or the same design capacity. This allows a battery of a specific type to be tested with a comprehensive sample so that variability between batteries is covered for the test procedure. Different test parameters can also be applied to the different batteries, so that different information regarding battery aging can be obtained as the individual batteries age.
  • Each of the at least two battery sets therefore preferably comprises several batteries, i.e. at least two, three or more batteries, for example two to ten or three to six batteries. This allows for a larger sample size for testing and therefore more valid test results.
  • Battery capacity is understood to mean, in particular, the maximum capacity of a battery, which, as explained above, can be specified in relation to its design capacity.
  • the battery capacities of the at least one first battery and the at least one second battery are residual capacities, the batteries originally having essentially the same initial capacity or, in other words, being constructed with essentially the same design capacity.
  • the internal resistance of the battery increases as aging progresses.
  • the change in internal resistance is accompanied by influences on, for example, the performance behavior of the battery.
  • appropriate measurements result in a more complex picture for describing the influences caused by battery aging (performance, range).
  • test parameters especially electrical operating parameters, as explained in relation to the aging parameters come into question as test parameters.
  • the two battery sets have each been pre-aged to their battery capacities, in particular residual capacities, according to the pre-aging process according to the invention.
  • several batteries of a battery set can, if possible, have the same predetermined aging state in the form of the same battery capacity if they have been pre-aged using the pre-aging method according to the invention for the test method according to the invention.
  • test method according to the invention and the pre-aging method according to the invention are also possible to combine the test method according to the invention and the pre-aging method according to the invention with one another, with the pre-aging method being carried out before the test method.
  • the pre-aging process can be carried out for at least one of the battery packs in the test process.
  • the arrangements or circuits of the battery packs for the pre-aging process can also be used for the test process.
  • the test parameters for the batteries specified by the test plan are preferably different. This allows testing of, in particular, identical batteries at different SOH with different test parameters to obtain different aging information as the batteries age as a result of the test.
  • the test parameter in which the batteries differ is the ambient temperature.
  • the test can provide different information regarding the aging behavior at different temperatures for a specific battery type.
  • test time of the test procedure can be approximately halved compared to a test procedure in which a battery pack with three batteries would have to be completely aged from 100% SOH to 80% SOH. Nevertheless it will the same amount of aging information was obtained over the entire SOH range from 100% to 80%.
  • the present invention also provides a computer program product comprising commands which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the pre-aging method according to the invention and/or the test method according to the invention.
  • a computer program product according to the invention thus brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to the pre-aging method according to the invention and the test method according to the invention.
  • the computer program product can be a computer program itself or a product, such as a computer-readable data storage device, on which a
  • Computer program for carrying out the pre-aging method according to the invention and/or the test method according to the invention can be stored.
  • the pre-aging system has the following modules:
  • At least one selection module for selecting at least one aging profile from a plurality of different aging profiles, each of the aging profiles specifying a charging and/or discharging process with predefined aging parameters for the battery, and for selecting a further aging profile from the plurality of different aging profiles, the further aging profile at least one of the predefined aging parameters differs from the previously selected aging profile applied to the battery,
  • At least one application module for applying the previously selected at least one aging profile to the battery and for applying the previously selected further aging profile to the battery
  • At least one determination module for determining whether the battery has reached the predetermined aging state.
  • a pre-aging system according to the invention thus brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to the pre-aging method according to the invention.
  • the pre-aging system can be set up to carry out the pre-aging method according to the invention.
  • Individual or all modules of the pre-aging system can, for example, be implemented by a separate computer program code or together by a common computer program code and/or by separate or common functional units of a computer or electronic components. It is also possible for individual modules to be implemented in a common module.
  • the pre-aging system can in particular comprise one or more computers or be formed by the one or more computers, which can have the individual modules.
  • test system for testing battery packs.
  • the test system has the following modules:
  • At least one provision module for providing a first battery set with at least a first battery having a first battery capacity and for providing at least a second battery set with at least one second battery having a second battery capacity that is different from the first battery capacity
  • test plan for testing the battery packs
  • test plan specifying charging and/or discharging processes with predefined test parameters for the battery packs
  • parallel testing can be carried out separately or together.
  • at least one test module can be used to test the two battery sets separately or in parallel.
  • test system can be set up to carry out the test method according to the invention.
  • test system and the pre-aging system can also be combined into a common system, whereby individual modules, such as the default module, can only be provided once and can be used for the test system and the pre-aging system.
  • test system can, for example, be implemented by a separate computer program code or together by a common computer program code and/or by separate or common functional units of a computer or electronic components. It is also possible for individual modules to be implemented in a common module.
  • the test system can in particular comprise one or more computers or be formed by the one or more computers, which can have the individual modules.
  • 1 is a schematic representation of a battery circuit
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a pre-aging process according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a pre-aging system according to an exemplary embodiment of the invention
  • 4 shows a schematic representation of the aging of batteries by an aging process according to the prior art
  • 5 is a schematic representation of the aging of batteries by the pre-aging process of FIG. 2 or the pre-aging system of FIG. 3
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a test method according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a test system according to an exemplary embodiment of the invention
  • Fig. 8 is a schematic representation of an alternative to the test system of Fig. 7;
  • FIG. 9 is a schematic representation of an alternative to the test system of FIG. 7, in particular in combination with FIG. 8;
  • FIG. 10 shows a further schematic representation of the aging of batteries by the pre-aging process of FIG. 2 or the pre-aging system of FIG. 3, and
  • Fig. 11 is a schematic representation of the aging of batteries during the test method of Fig. 6 or the test system of Fig. 7.
  • FIG 1 shows schematically a battery circuit 1 with several batteries 2, which are connected in parallel to a voltage source 3 for charging the batteries 2 and a consumer 4 for discharging the batteries 2.
  • the voltage source 3 and the consumer 4 can each be switched on by switch 5 in the battery circuit 1.
  • the batteries 2 can be identical in construction.
  • the batteries 2 can be, for example, battery cells, battery modules or battery packs.
  • Fig. 1 shows only a simple variant of a possible battery circuit 1, which allows the pre-aging process 10 explained with regard to Figure 2.
  • the pre-aging process 10 serves to pre-age the one or more batteries 2 (which will be referred to below) of the battery circuit 1 to a predetermined aging state.
  • the aging state of the batteries 2 to be achieved is specified.
  • an aging profile is then selected from a large number of different aging profiles.
  • Each of the aging profiles specifies a specific number of charging/discharging cycles with predefined aging parameters for the batteries 2, which are carried out using the voltage source 3 and the consumer 4.
  • the aging parameters can be, for example, environmental parameters such as temperature or mechanical pressure on the batteries 2 and electrical operating parameters such as charging and discharging current.
  • the aging profile selected in the first selection step 12 is applied to the batteries 2.
  • the first selection step 12 and the first application step 13 are now essentially repeated by a second selection step 14 and a second application step 15, with further repetitions also being possible, as indicated by three continuation points in FIG. 2, until the predetermined aging state of the batteries 2 is reached.
  • a second selection step 14 and possibly further, i.e. third, fourth, etc. selection steps (not shown here), an aging profile different from the previously applied aging profile is selected.
  • the aging profile differs in one or more of the predefined aging parameters, so that the batteries 2 are loaded differently with the different aging profiles.
  • FIG. 3 shows a pre-aging system 20 as it can be used to carry out the pre-aging process 10 of FIG. 2.
  • the pre-aging system 20 has a default module 21 for carrying out the default step 11, a selection module 22 for carrying out the selection steps 12, 14, an application module 23 for carrying out the application steps 13, 15 and a determination module 24, which determines whether the batteries 2 have reached the predetermined aging state and thus allows the pre-aging process 10 to be terminated.
  • FIG. 4 now shows the aging of five batteries 2 in a diagram of SOH (State of Health) as an indication of the remaining capacity of the batteries 2 compared to their design capacity (normalized to 100%) over the number of cycles n of charge/discharge cycles according to the prior art .
  • SOH State of Health
  • Pre-aging process 10 is used as a test process for obtaining aging information, all five batteries 2 could be tested over an SOH range of 100% to approximately 80% with different aging profiles. so that a greater wealth of information about aging is available here. However, it is even more preferred that Pre-aging process 10 should be used before the actual test process 30, as shown in FIG. 6.
  • FIG. 6 shows schematically a test method 30 for testing battery sets, such as the battery set of FIG. 1 comprising the five batteries 2 shown there and a further battery set, not shown, which in turn comprises a plurality of batteries 2.
  • Figure 7 shows a corresponding test system 40 through which the test method 30 can be carried out.
  • a provision module 41 provides a first battery set with first batteries 2 with a first battery capacity, in particular residual capacity, for example connected in a battery circuit 1 like that from FIG. 1.
  • the same provision module 41 of the test system 40 provides, in a second provision step 32, a second battery set with second batteries 2 with a second battery capacity that is different from the first battery capacity.
  • the first battery set can, for example, have three batteries 2 with battery capacities of 100% SOH and the second battery set can, for example, also have three batteries 2 with battery capacities of 90% SOH, which in particular according to have been pre-aged quickly and evenly in just a few cycles using the pre-aging process 10 according to the invention.
  • a specification module 42 of the test system 40 then carries out a specification step 33 for specifying the test plan for testing the battery packs.
  • the test plan specifies charge/discharge cycles with predefined test parameters for the battery sets, which are different for the batteries 2 tested.
  • a test step 34 is then carried out by a test module 43, in which the battery packs are tested in parallel in accordance with the specified test plan.
  • Fig. 11 shows that the batteries 2 are fully tested in the SOH range from 100 to approximately 80% in only 600 cycles, instead of over 1,000 cycles and only in a partially matching SOH range of 100% to just under 95% of all batteries 2, as would be the case in an aging test according to FIG.
  • the battery packs 1 with different capacities can also be provided in parallel. Accordingly, the test method 30 can be carried out on the different battery packs 1 of different capacities. Accordingly, different test systems 40 can also be used, on which the battery packs 1 of different capacities are tested in parallel or one after the other, as shown by way of example in FIGS. 8 and 9, whereby the data from both test systems 40 in FIGS. 8 and 9 can then be merged.
  • Figure 10 shows a battery capacity corridor 50, as it is preferably maintained by a predetermined parameter range for the aging parameters of the aging profiles.
  • the battery capacity corridor 50 can be maintained by determining and feeding back intermediate aging states of the batteries 2. The feedback can take place in the selection step 14 and further selection steps in order to select the further aging profile of the batteries 2 in such a way that all batteries 2 run in the battery capacity corridor 50 and reach the predetermined aging state at the same time as possible.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Voralterungsverfahren (10) und ein Voralterungssystem (20) zum Voraltern einer Batterie (2) auf einen vorgegebenen Alterungszustand, ein Testverfahren (30) und ein Testsystem (40) zum Testen von Batteriesätzen gemäß einem vorgegebenen Testplan sowie ein Computerprogrammprodukt.

Description

Voralterungsverfahren zum Voraltern einer Batterie und Testverfahren zum Testen von Batteriesätzen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Voralterungsverfahren zum Voraltern einer Batterie auf einen vorgegebenen Alterungszustand, ein Testverfahren zum Testen von Batteriesätzen gemäß einem vorgegebenen Testplan, ein Computerprogrammprodukt, ein Voralterungssystem zum Voraltern einer Batterie auf einen vorgegebenen Alterungszustand sowie ein Testsystem zum Testen von Batteriesätzen gemäß einem vorgegebenen Testplan.
Das Alterungsverhalten von neu entwickelten Batterien ist von großem Interesse. Das übliche Verfahren zur Ermittlung des Alterungsverhaltens ist die Durchführung von Alterungsmesstests mit künstlichen Lastprofilen. Die Belastungsprofile sind definiert durch eine Abfolge von Lade-/Entladezyklen, gefolgt von Pausenzeiten und einem Kapazitäts- und Leistungstest sowie ggf. weiteren Tests. Die Parameter der künstlichen Profile können variiert werden, um Informationen über das Alterungsverhalten unter verschiedenen Bedingungen zu erhalten.
Der Stand der Technik ist es, den Alterungsmesstest auf der Basis von DOE (Design of Experiment) durchzuführen, um mit der verwendeten Anzahl von Batterien ein Maximum an Informationen zu erhalten. Auf jede einzelne Batterie wird dabei ein spezifischer Satz von Zyklusparametern angewandt und der Zyklus beginnt mit einem neuen Zustand bis zu einem vordefinierten Alterungszustand (auch SOH für engl. State of Health) von z.B. 75%.
Bei diesem Verfahren nimmt die verbleibende Kapazität im Laufe der Zeit in Abhängigkeit von den gewählten Parametern des Lastprofils ab. Die resultierende Zeit bis zum Erreichen des gewünschten SOH hängt stark vom gewählten Lastprofil ab. Dies kann dazu führen, dass einige Batterien sehr früh das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, während andere Zellen den gewünschten SOH-Wert nicht erreichen. Eine Batterie liefert dabei nur die Informationen über einen Parametersatz des Lastprofils.
Neben dem Erreichen unterschiedlicher SOH-Werte ist die lange Zeitdauer bei dem bekannten Testverfahren nachteilig. Um Batterien beispielsweise in einem SOH- Bereich einer Batteriekapazität von 100% bis 80% zu testen ist es gut möglich, dass diese 1 .000 oder mehr Zyklen durchlaufen müssen. Die damit zusammenhängenden langen Zeitdauern sind bei einer Einschränkung auf einen Satz von Zyklusparametern unumgänglich, da - im Falle von die Alterung moderat beeinflussenden Zyklusparametern - die Alterung der Batterie bzw. die Erreichung eines SOH von 0 lange Zeit in Anspruch nehmen kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise, Verfahren und Systeme zur Verfügung zu stellen, mit denen ein Testen von Batterien erleichtert wird, ganz besonders beschleunigt wird.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Voralterungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Testverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 13, ein Voralterungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie ein Testsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Voralterungsverfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Testverfahren, dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt, dem erfindungsgemäßen Voralterungssystem sowie dem erfindungsgemäßen Testsystem und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird oder werden kann.
Erfindungsgemäß ist ein Voralterungsverfahren zum Voraltern zumindest einer Batterie auf einen vorgegebenen Alterungszustand vorgesehen. Das erfindungsgemäße Voralterungsverfahren weist dabei die folgenden Schritte auf:
- Vorgeben des zu erreichenden Alterungszustands der Batterie,
- Auswählen zumindest eines Alterungsprofils aus einer Vielzahl unterschiedlicher Alterungsprofile, wobei jedes der Alterungsprofile zumindest einen Lade- und/oder Entladevorgang mit vordefinierten Alterungsparametern für die Batterie vorgibt,
- Applizieren des zuvor ausgewählten zumindest einen Alterungsprofils auf die Batterie,
- Auswählen zumindest eines weiteren Alterungsprofils aus der Vielzahl unterschiedlicher Alterungsprofile, wobei das weitere Alterungsprofil sich in zumindest einem der vordefinierten Alterungsparameter von dem zuvor ausgewählten und auf die Batterie applizierten Alterungsprofil unterscheidet,
- Applizieren des zuvor ausgewählten wenigstens eines weiteren Alterungsprofils auf die Batterie bis zum Erreichen des vorgegebenen Alterungszustands der Batterie.
Das erfindungsgemäße Voralterungsverfahren ermöglicht gegenüber den bekannten Alterungsverfahren, bei denen immer der gleiche Zyklus auf eine Batterie appliziert wird, eine angepasste Batteriealterung der Batterie bis zu einem gewünschten Alterungszustand. Ganz besonders ist dies sinnvoll, wenn mehrere Batterien parallel gealtert werden. Dort hat das erfindungsgemäße Voralterungsverfahren den Vorteil, dass mehrere Batterien durch die unterschiedlichen Alterungsprofile verhältnisweise gleichmäßig in Bezug auf die benötigte Zeitdauer gealtert werden können.
Ein besonderer Anwendungszweck ist das erfindungsgemäße Voralterungsverfahren im Hinblick auf ein vorzugsweise anschließend folgendes erfindungsgemäßes Testverfahren, wie es später näher im Detail erläutert wird. Dafür werden vorteilhafterweise mit dem erfindungsgemäßen Voralterungsverfahren vorgealterte Batterien eingesetzt, um die Vorteile von schneller und gleichmäßiger Batteriealterung zu nutzen.
Gleichwohl ist es möglich, auch das Voralterungsverfahren als solches bereits als Testverfahren einzusetzen, bei dem durch die Applikation der Alterungsprofile Informationen über die Batteriealterung der Batterien gewonnen werden können. Insoweit kann auch bei dem Voralterungsverfahren vorgesehen werden, dass Alterungsinformationen bei den unterschiedlichen Alterungsprofilen gewonnen werden. Der Alterungszustand kann durch den sog. SOH (engl. State of Health) beschrieben werden. Vorteilhafterweise kann der Alterungszustand einzig durch den SOH angegeben werden. Der SOH ist ein Maß für die - nebst anderen Einflussgrößen - zum jeweiligen Alterungszustand verfügbare Kapazität der Batterie. Er kann ganz besonders als Angabe der verfügbaren Restkapazität der Batterie im Verhältnis zur ursprünglichen Batteriekapazität oder Designkapazität der Batterie angegeben werden. Eine weitere für den Betrieb relevante SOH Einflussgröße ist die (relative) Änderung des Innenwiderstands mit fortschreitender Batteriealterung (im Allgemeinen ein Anstieg des Innenwiderstandes über die Alterung).
Dass der SOH den Alterungszustand der Batterie hinreichend beschreibt wurde dabei durch entsprechende Experimente herausgefunden. So wurde festgestellt, dass der SOH bei Operation innerhalb bestimmter Betriebsparameter der Zelle (unter anderem, aber nicht beschränkt auf Lade-/Entladestrom, Zellspannungsgrenzen, Temperatur) nur unwesentlich von der vorherigen Beanspruchung der Batterien abhängig ist Stattdessen kann der Alterungszustand hinreichend durch den SOH beschrieben werden und die Historie der Batteriealterung kann - bei Betrieb innerhalb von Zellchemie-abhängigen Parametern - vernachlässigt werden. Als Batterie kann vorliegend beispielsweise eine einzige Batteriezelle verwendet werden. Es können aber auch mehrere miteinander verbundene Batteriezellen oder Batteriemodule eines Batteriepacks verwendet werden. Und natürlich ist es auch möglich, ein Batteriepack als Batterie zu verwenden, sodass das gesamte Batteriepack mit allen seinen Batteriezellen vorgealtert wird. Das Batteriepack kann ganz besonders eine Traktionsbatterie für einen elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs sein. Bei einer kostenintensiven Traktionsbatterie spielt die Alterung über die lange Lebenszeit des Kraftfahrzeugs eine besonders wichtige Rolle, die es mittels Tests zu untersuchen gilt, bevor eine Batterie in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird.
Als ein Alterungsprofil wird vorliegend eine Vorgabe zumindest eines Lade- und/oder Entladevorganges für die Batterie verstanden. Vorzugsweise umfasst ein Alterungsprofil die Vorgabe mehrerer anhand von vordefinierten Alterungsparametern definierter Lade- und/oder Entladevorgänge, insbesondere mehrere Lade- und Entladezyklen. So kann ein Alterungsprofil beispielsweise 2 bis 300, 4 bis 200, 10 bis 150 oder dergleichen anhand von Alterungsparameter fest vordefinierte Lade- und Entladezyklen definieren. Ein Alterungsprofil gibt so jeweis Lade-/Entladezyklen für die Batterie an, der immer unter den gleichen Alterungsparametern für eine vorbestimmte Zyklenzahl auf die Batterie appliziert werden. Die Alterungsparameter sind dabei als während der Lade-/Entladezyklen einstellbare und variierbare Parameter zu verstehen, die einen Einfluss auf die Alterung der Batterie haben. Es kann sich dabei insbesondere um äußere Umgebungsparameter und/oder um elektrische Betriebsparameter der Batterie handeln.
Bei dem erfindungsgemäßen Voralterungsverfahren sind dabei zumindest zwei unterschiedliche Alterungsprofile vorgesehen, die ausgewählt und auf die Batterie appliziert werden. Zur Unterscheidung der Alterungsprofile wird bei dem zumindest einen zweiten Alterungsprofil von zumindest einem weiteren Alterungsprofil gesprochen. Es unterscheidet sich in einem oder mehreren Alterungsparametern von dem anderen oder allen anderen Alterungsprofilen. Um zu entscheiden, wann zwischen den Alterungsprofilen gewechselt wird, kann ein weiterer Schritt einer Ermittlung eines zwischenzeitlichen Alterungszustandes vorgesehen sein. Der zwischenzeitliche Alterungszustand kann ferner mit dem vorgegebenen Alterungszustand verglichen werden. Auch ist es möglich, die Alterungsparameter des weiteren Alterungsprofils in Abhängigkeit von einem zwischenzeitlichen Alterungszustand, insbesondere einem Vergleich des zwischenzeitlichen Alterungszustandes mit dem vorgegebenen Alterungszustand, vorzudefinieren.
Die Applikation des wenigstens einen weiteren Alterungsprofils läuft so lange, bis das vordefinierte Abbruchkriterium des Voralterungsverfahrens erfüllt ist. Dabei ist das Abbruchkriterium das der zuvor vorgegebene Alterungszustand erreicht ist. Im Ergebnis wird eine Batterie erhalten, welche schnell und gleichmäßig auf den vorgegebenen Alterungszustand vorgealtert worden ist und nun eingesetzt werden kann, insbesondere für das zuvor erwähnte erfindungsgemäße Testverfahren.
Es ist nicht notwendig, aber möglich, dass sämtliche Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in der durch ihre Nennung angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. So können einzelne Verfahrensschritte auch in anderer als dieser Reihenfolge oder simultan ausgeführt werden. So kann beispielsweise das Vorgeben des zu erreichenden Alterungszustands der Batterie auch nach dem Auswählen des Alterungsprofils erfolgen oder der zu erreichende Alterungszustand kann auch im Laufe des Verfahrens und bei Bedarf angepasst werden.
Vorteilhaft ist, wenn bis zum Erreichen des vorgegebenen Alterungszustands der Batterie noch weitere Alterungsprofile aus der Vielzahl unterschiedlicher Alterungsprofile ausgewählt und auf die Batterie appliziert werden, wobei die noch weiteren Alterungsprofile sich in zumindest einem oder mehreren der vordefinierten Alterungsparameter zumindest von dem zuvor ausgewählten und auf die Batterie applizierten Alterungsprofil unterscheiden. Auch können sich die noch weiteren Alterungsprofile von mehreren oder sämtlichen der zuvor ausgewählten und applizierten Alterungsprofile in zumindest einem oder mehreren der vordefinierten Alterungsparameter unterscheiden. So wird durch die Applikation von noch mehr unterschiedlichen Alterungsprofilen eine noch gleichmäßigere und auch schneller erzielbare Voralterung der Batterie erzielt. Zudem können mehr Informationen über das Alterungsverhalten als mit einem fixen Alterungsprofil gewonnen werden.
Vorteilhaft ist ferner, wenn zumindest eines der ausgewählten Alterungsprofile zum Altern der Batterie mit einer ersten Geschwindigkeit eingerichtet ist und zumindest ein anderes der ausgewählten Alterungsprofile zum Altern der Batterie mit einer von der ersten Geschwindigkeit verschiedenen zweiten Geschwindigkeit eingerichtet ist. So wird typischerweise bei sehr intensiver Belastung von einer schnelleren Alterung ausgegangen als bei einer geringen Belastung. Die erste Geschwindigkeit kann beispielsweise eine typischerweise langsame Alterungsgeschwindigkeit mit geringem Lade- und/oder Entladestrom sein, während die zweite Geschwindigkeit eine schnelle Alterungsgeschwindigkeit mit typischerweise sehr hohem Lade- und/oder Entladestrom sein kann. Dadurch wird die bereits angesprochene Vergleichmäßigung sichergestellt, weil nicht nur Alterungsparameter zwischen den Alterungsprofilen verändert werden, die für eine ähnliche und gleich schnelle Alterung sorgen, sondern es werden tatsächlich die Batterie unterschiedlich schnell alternde Alterungsprofile appliziert.
Vorteilhafterweise sind die vorgegebenen Alterungsparameter zumindest zwei von einer Temperatur, einem mechanischen Druck, einem Ladestrom, einem Entladestrom, einem Ladezustand, insbesondere einem Delta-Ladezustand, und einer Pulsfrequenz. Ganz besonders kann es sich auch um zumindest drei oder mehr oder alle der vorgenannten handeln. Die Umgebung der Batterie lässt sich dabei durch die Temperatur und den mechanischen Druck beeinflussen, sodass diese Alterungsparameter als äußere Umgebungsparameter betrachtet werden können, die einen Einfluss auf die Alterung der Batterie haben können. Die restlichen Parameter sind elektrische Betriebsparameter der Batterie, die beim Laden- und/oder Entladen eingestellt werden können. Mit dem Ladezustand beispielsweise kann als Alterungsparameter angegeben werden, wie stark die Batterie zwischen Lade- /Entladezyklen aufgeladen und entladen wird. Der Ladezustand kann dabei beispielsweise absolut oder relativ vordefiniert werden. Auch hinsichtlich der anderen Alterungsparameter sind unterschiedliche Vordefinitionen möglich, so beispielsweise hinsichtlich des Entladestroms und Ladestroms, bei denen es beispielsweise möglich ist, den Spitzenstrom und/oder den Durchschnittsstrom vorzudefinieren.
Vorteilhaft ist, wenn die vorgegebenen Alterungsparameter in den Alterungsprofilen in einem vorgegebenen Parameterbereich liegen. Dieser Parameterbereich kann insbesondere im Hinblick auf die Batterieauslegung eingeschränkt sein. So wird verhindert, dass die Batterie außerhalb ihrer Auslegung betrieben wird, beispielsweise bei Temperaturen unterhalb von - 40 °C, wenn diese nur auf maximal bis - 40 °C ausgelegt ist. Dadurch wird sichergestellt, dass durch die Voralterung keine Beschädigung der Batterie auftritt, die sich ggf. erst später bemerkbar macht und die vorgealterte Batterie nicht mehr in der Weise nutzbar, insbesondere testbar macht, wie es unter ordnungsgemäßen realen Bedingungen möglich wäre.
Außerdem ist es bevorzugt, wenn sich der vorgegebene Alterungszustand im Bereich von 95 % bis 70 %, insbesondere 90 % bis 75 %, Restkapazität gemessen an einer Designkapazität der Batterie befindet. Beispielsweise können SOHs von 95 %, 90 %, 85 %, 80 %, 75 % und/oder 70 % berücksichtigt werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn mehrere Batterien parallel vorgealtert werden. Vorteilhafterweise ist dabei der vorgegebene Alterungszustand für alle Batterien derselbe. Dazu können die Batterien sich beispielsweise in einer Batterieanordnung mit einer Parallelschaltung der Batterien und einer Spannungsquelle zum Laden der Batterien und einem elektrischen Verbraucher zum Entladen der Batterien befinden. Die Batterien können vorzugsweise baugleich sein, können aber auch unterschiedlich voneinander sein, beispielsweise hinsichtlich Zellchemie, Aufbau, Zellenanzahl usw. Die Batterien weisen vorteilhafterweise dieselbe Batteriekapazität von 100 % der Designkapazität auf. Durch das erfindungsgemäße Voralterungsverfahren können alle Batterien nach einer ungefähr gleichen Zeitdauer im Wesentlichen auf denselben Alterungszustand gebracht werden, weil die eingesetzten unterschiedlichen Alterungsprofile eine Vergleichmäßigung der Alterung der Batterien ermöglichen.
Die jeweiligen Alterungsprofile können dabei für alle der parallel vorgealterten Batterien vorzugsweise unterschiedlich gewählt werden. Dies erlaubt es, wie bereits zuvor angesprochen, die Batterien auch zu testen, da unterschiedliche Alterungsprofile eingesetzt werden und so mehr Informationen über die Batteriealterung der Batterien, insbesondere gleicher Bauart, gesammelt werden können. Alternativ können aber auch gleiche Alterungsprofile für die jeweiligen Batterien gewählt und appliziert werden, um möglichst gleichmäßige Alterungen hervorzurufen.
Auch ist vorteilhaft, dass zum Erreichen des vorgegebenen Alterungszustands aller Batterien die Alterungsprofile für die Batterien unter Berücksichtigung von zwischenzeitlichen Alterungszuständen der jeweils anderen Batterien ausgewählt werden. Wie zuvor erwähnt kann also ein zwischenzeitlicher Alterungszustand, insbesondere im Verhältnis zu dem vorgegebenen Alterungszustand, ermittelt oder überwacht werden. Bei mehreren Batterien kann dieser aber nicht nur als Rückkopplung für die Auswahl des Alterungsprofils der Batterie mit dem zwischenzeitlichen Alterungszustand, sondern auch für die anderen Batterien genutzt werden. So kann beispielsweise ermittelt werden, dass eine Batterie vergleichsweise schneller altert als die anderen, weil ein zwischenzeitlicher Alterungszustand dieser Batterie höher ausfällt als bei den anderen Batterien. Dann kann für die anderen Batterien ein Alterungsprofil gewählt werden, welches eine schnellere Alterung hervorruft als bei der Batterie mit dem bereits hohen zwischenzeitlichen Alterungszustand, um die Batterien hinsichtlich ihrer zwischenzeitlichen Alterungszustände wieder aneinander anzugleichen. Durch einen derartigen Vergleich der zwischenzeitlichen Alterungszustände und die Rückkopplung dieser an das Voralterungsverfahren zur Auswahl der jeweiligen Alterungsprofile ist es möglich, die Batterien in einem vorgegebenen Batteriekapazitätskorridor zu halten, den die Batterien im Rahmen des Voralterungsverfahrens gemeinsam nicht verlassen. So ist eine aktive Steuerung der Voralterung mehrerer Batterien anhand der Alterungsprofile ermöglicht. Die Alterung aller Batterien im Mittel gleich schnell durchzuführen, also eine mittlere Alterungsgeschwindigkeit auszuführen, ist zwar besonders vorteilhaft. Ein weiterer und entscheidender Vorteil ist es, möglichst viele unterschiedliche Kombinationen von Alterungsparametern in jedem aktuellen Alterungsniveau (SOH) messen zu können. Die daraus gewonnenen Informationen können miteinander gekoppelt werden. Dazu kann ein Modell aus den bisher gemessenen Daten über den Zusammenhang zwischen den Alterungsparametern und der Alterung gebildet werden. Mittels des Modells können dann neue Alterungsparameterkombinationen gewählt werden, wo noch wenig Information vorhanden ist, als auch insbesondere ein vorgegebener Alterungsgeschwindigkeitskorridor eingehalten werden.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Testverfahren zum Testen von Batteriesätzen gemäß einem vorgegebenen Testplan. Das Testverfahren weist dabei die folgenden Schritte auf:
- Bereitstellen eines ersten Batteriesatzes mit zumindest einer ersten Batterie aufweisend eine erste Batteriekapazität,
- Bereitstellen zumindest eines zweiten Batteriesatzes mit zumindest einer zweiten Batterie aufweisend eine von der ersten Batteriekapazität verschiedene zweite Batteriekapazität,
- Vorgeben des Testplans zum Testen der Batteriesätze, wobei der Testplan Lade- und/oder Entladevorgänge mit vordefinierten Testparametern für die Batteriesätze vorgibt, und
- paralleles Testen der beiden Batteriesätze gemäß dem vorgegebenen Testplan.
Mit dem erfindungsgemäßen Testverfahren wird damit eine erhebliche Beschleunigung eines Testens von Batterien, insbesondere Batteriesätzen, gemäß einem vorgegebenen Testplan erlaubt. Dies wird dadurch erzielt, dass Batterien mit unterschiedlichen Batteriekapazitäten bereitgestellt und getestet werden. So kann eine Testung von Batterien innerhalb einer bestimmten Bandbreite eines Alterungszustands, insbesondere SOH-Bereichs, beispielsweise von 100 % bis 80 %, erfolgen, ohne wirklich alle Batterien über die notwendige Zyklenzahl von 100 % Designkapazität bis 80 % gemäß dem Testplan zu testen. Der Testplan kann insbesondere ein DOE-Testplan sein. Bei den Batterien der einzelnen Batteriesätze kann es sich insbesondere um baugleiche Batterien handeln, also insbesondere mit der gleichen Zellchemie, dem gleichen Zellaufbau und/oder der gleichen Designkapazität. So kann eine Batterie einer bestimmten Bauart mit einer umfassenden Stichprobe getestet werden, sodass eine Variabilität zwischen den Batterien für das Testverfahren abgedeckt werden. Auch können auf die unterschiedlichen Batterien unterschiedliche Testparameter angewendet werden, sodass unterschiedliche Informationen hinsichtlich der Batteriealterung während der Alterung der einzelnen Batterien gewonnen werden können.
Jeder der zumindest zwei Batteriesätze umfasst daher vorzugsweise mehrere Batterien, also zumindest zwei, drei oder mehr Batterien, beispielsweise zwei bis zehn oder drei bis sechs Batterien. Dies erlaubt eine höhere Stichprobe für das Testen und damit validere Testergebnisse.
Unter der Batteriekapazität wird insbesondere die maximale Kapazität einer Batterie verstanden, welche, wie zuvor erläutert, im Verhältnis zu ihrer Designkapazität angegeben werden kann. Ganz besonders handelt es sich bei den Batteriekapazitäten der zumindest einen ersten Batterie und der zumindest einen zweiten Batterie um Restkapazitäten, wobei die Batterien ursprünglich im Wesentlichen die gleiche Ausgangskapazität hatten oder, mit anderen Worten, mit im Wesentlichen der gleichen Designkapazität konstruiert worden sind.
Der Batterieinnenwiderstand steigt im Allgemeinen und abhängig von der Zellchemie mit fortschreitender Alterung an. Die Veränderung des Innenwiderstands geht mit Einflüssen auf z.B. das Leistungsverhalten der Batterie einher. In Symbiose mit Batteriekapazitätsbestimmung ergibt sich durch entsprechende Messungen ein komplexeres Bild für die Beschreibung der durch die Batteriealterung hervorgerufenen Einflüsse (Leistung, Reichweite).
Als Testparameter kommen insbesondere dieselben Parameter, ganz besonders elektrische Betriebsparameter in Frage, wie sie in Bezug auf die Alterungsparameter erläutert worden sind.
Vorzugsweise sind die beiden Batteriesätze jeweils gemäß dem erfindungsgemäßen Voralterungsverfahren auf ihre Batteriekapazitäten, insbesondere Restkapazitäten, vorgealtert worden. Dadurch lässt sich die Bereitstellung der Batteriesätze mit den Batterien auf einfache Art und Weise erzielen. Insbesondere können mehrere Batterien eines Batteriesatzes möglichst den gleichen vorgegebenen Alterungszustand in Form der gleichen Batteriekapazität aufweisen, wenn sie mit dem erfindungsgemäßen Voralterungsverfahren für das erfindungsgemäße Testverfahren vorgealtert worden sind.
Möglich ist auch, das erfindungsgemäße Testverfahren und das erfindungsgemäße Voralterungsverfahren miteinander zu kombinieren, wobei das Voralterungsverfahren vor dem Testverfahren durchgeführt wird. Das Voralterungsverfahren kann dabei für zumindest eines der Batteriesätze im Testverfahren ausgeführt werden. Vorteilhafterweise können die Anordnungen oder Schaltungen der Batteriesätze für das Voralterungsverfahren ebenso für das Testverfahren verwendet werden.
Vorzugsweise sind die vom Testplan vorgegebenen Testparameter für die Batterien unterschiedlich. Dies erlaubt eine Testung von insbesondere baugleichen Batterien bei unterschiedlichem SOH mit unterschiedlichen Testparametern zur Gewinnung unterschiedlicher Alterungsinformationen bei der Alterung der Batterien infolge der Testdurchführung.
Beispielsweise kann so herausgefunden werden, wie stark die Batteriealterung von der Temperatur beeinflusst wird, wenn beispielsweise eine Batterie bei 20 °C, eine andere Batterie bei 0 °C und eine wiederum andere Batterie bei -20 °C gemäß dem Testplan getestet wird. Der Testparameter, indem sich die Batterien unterscheiden, ist also die Umgebungstemperatur. So können durch den Test unterschiedliche Informationen bezüglich des Alterungsverhaltens bei unterschiedlichen Temperaturen für diesen einen bestimmten Batterietyp gewonnen werden. Hinzu kommt nun die vorteilhafte Bereitstellung von Batteriesätzen von Batterien mit unterschiedlicher Batteriekapazität. Wenn beispielsweise in einem SOH-Bereich von 100 % bis 80 % SOH getestet werden soll, wird beispielsweise ein erster Batteriesatz mit drei ersten Batterien bei 100 % SOH und ein zweiter Batteriesatz mit drei zweiten Batterien bei 90 % SOH bereitgestellt. Diese werden gemäß dem Testplan getestet, sodass jeweils eine Batterie aus beiden Batteriesätzen bei 20 °C, bei 0 °C und bei - 20 °C getestet wird. So kann die Testzeit des Testverfahrens ca. halbiert werden gegenüber einem Testverfahren, bei dem ein Batteriesatz mit drei Batterien vollständig von 100 % SOH auf 80 % SOH gealtert werden müsste. Trotzdem wird dieselbe Menge an Alterungsinformationen über den gesamten SOH-bereich von 100 % bis 80 % gewonnen.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Voralterungsverfahren und/oder das erfindungsgemäße Testverfahren auszuführen.
Damit bringt ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Voralterungsverfahren und das erfindungsgemäße Testverfahren erläutert worden sind.
Das Computerprogrammprodukt kann dabei ein Computerprogramm an sich oder ein Produkt, etwa ein computerlesbarer Datenspeicher, sein, auf dem ein
Computerprogramm zur Ausführung des erfindungsgemäßen Voralterungsverfahrens und/oder des erfindungsgemäßen Testverfahrens gespeichert sein kann.
Außerdem wird die eingangs erwähnte Aufgabe durch ein Voralterungssystem zum Voraltern zumindest einer Batterie auf einen vorgegebenen Alterungszustand gelöst. Das Voralterungssystem weist dabei die folgenden Module auf:
- zumindest ein Vorgabemodul zum Vorgeben des zu erreichenden Alterungszustands der Batterie,
- zumindest ein Auswahlmodul zum Auswählen zumindest eines Alterungsprofils aus einer Vielzahl unterschiedlicher Alterungsprofile, wobei jedes der Alterungsprofile einen Lade- und/oder Entladevorgang mit vordefinierten Alterungsparametern für die Batterie vorgibt, und zum Auswählen eines weiteren Alterungsprofils aus der Vielzahl unterschiedlicher Alterungsprofile, wobei das weitere Alterungsprofil sich in zumindest einem der vordefinierten Alterungsparameter von dem zuvor ausgewählten und auf die Batterie applizierten Alterungsprofil unterscheidet,
- zumindest ein Applikationsmodul zum Applizieren des zuvor ausgewählten zumindest einen Alterungsprofils auf die Batterie und zum Applizieren des zuvor ausgewählten weiteren Alterungsprofils auf die Batterie, und - zumindest ein Bestimmungsmodul zum Bestimmen eines Erreichens des vorgegebenen Alterungszustands der Batterie.
Damit bringt ein erfindungsgemäßes Voralterungssystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Voralterungsverfahren erläutert worden sind.
Insbesondere kann das Voralterungssystem zum Ausführen des erfindungsgemäßen Voralterungsverfahrens eingerichtet sein.
Einzelne oder alle Module des Voralterungssystems können dabei beispielsweise jeweils durch einen separaten Computerprogrammcode oder gemeinsam durch einen gemeinsamen Computerprogrammcode und/oder durch separate oder gemeinsame Funktionseinheiten eines Computers oder elektronische Komponenten implementiert sein. Möglich ist auch, dass einzelne Module in einem gemeinsamen Modul implementiert sind. Das Voralterungssystem kann insbesondere einen oder mehrere Computer umfassen oder durch den einen oder mehrere Computer gebildet sein, welcher oder welche die einzelnen Module aufweisen können.
Schließlich wird die eingangs erwähnte Aufgabe auch durch ein Testsystem zum Testen von Batteriesätzen gelöst. Das Testsystem weist die folgenden Module auf:
- zumindest ein Bereitstellungsmodul zum Bereitstellen eines ersten Batteriesatzes mit zumindest einer ersten Batterie aufweisend eine erste Batteriekapazität und zum Bereitstellen zumindest eines zweiten Batteriesatzes mit zumindest einer zweiten Batterie aufweisend eine von der ersten Batteriekapazität verschiedene zweite Batteriekapazität,
- zumindest ein Vorgabemodul zum Vorgeben des Testplans zum Testen der Batteriesätze, wobei der Testplan Lade- und/oder Entladevorgänge mit vordefinierten Testparametern für die Batteriesätze vorgibt, und
- zumindest ein Testmodul zum parallelen Testen der beiden Batteriesätze gemäß dem vorgegebenen Testplan.
Das parallele Testen kann beispielsweise getrennt oder auch gemeinsam ausgeführt werden. Das heißt es kann zumindest ein Testmodul zum getrennten oder parallelen Testen der beiden Batteriesätze eingesetzt werden. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Testsystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Testverfahren erläutert worden sind.
Insbesondere kann das Testsystem zum Ausführen des erfindungsgemäßen Testverfahrens eingerichtet sein.
Auch können das Testsystem und das Voralterungssystem zu einem gemeinsamen System kombiniert sein, wobei einzelne Module, wie beispielsweise das Vorgabemodul, nur einmal vorgesehen sein können und für das Testsystem und das Voralterungssystem verwendet werden können.
Einzelne oder alle Module des Testsystems können dabei beispielsweise jeweils durch einen separaten Computerprogrammcode oder gemeinsam durch einen gemeinsamen Computerprogrammcode und/oder durch separate oder gemeinsame Funktionseinheiten eines Computers oder elektronische Komponenten implementiert sein. Möglich ist auch, dass einzelne Module in einem gemeinsamen Modul implementiert sind. Das Testsystem kann insbesondere einen oder mehrere Computer umfassen oder durch den einen oder mehrere Computer gebildet sein, welcher oder welche die einzelnen Module aufweisen können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschreiben sind. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Batterieschaltung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Voralterungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Voralterungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Alterung von Batterien durch ein Alterungsverfahren gemäß dem Stand der Technik, Fig. 5 eine schematische Darstellung der Alterung von Batterien durch das Voralterungsverfahren der Fig. 2 oder das Voralterungssystem der Fig. 3,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Testverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Testsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Alternative zum Testsystem der Fig. 7;
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Alternative zum Testsystem der Fig. 7, insbesondere in Kombination mit Fig. 8;
Fig. 10 eine weitere schematische Darstellung der Alterung von Batterien durch das Voralterungsverfahren der Fig. 2 oder das Voralterungssystem der Fig. 3, und
Fig. 11 eine schematische Darstellung der Alterung von Batterien während des Testverfahrens der Fig. 6 oder des Testsystems der Fig. 7.
Identische oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren 1 bis 11 jeweils mit demselben Bezugszeichen bezeichnet.
Figur 1 zeigt schematisch eine Batterieschaltung 1 mit mehreren Batterien 2, die parallel zu einer Spannungsquelle 3 zum Laden der Batterien 2 und einem Verbraucher 4 zum Entladen der Batterien 2 geschaltet sind. Durch Schalter 5 in der Batterieschaltung 1 können die Spannungsquelle 3 und der Verbraucher 4 jeweils zugeschaltet werden. Die Batterien 2 können baugleich sein. Die Batterien 2 können beispielsweise Batteriezellen, Batteriemodule oder Batteriepacks sein.
Wie in der Fig. 1 durch jeweils drei Fortsetzpunkte angedeutet ist, können dabei noch mehr als die beispielhaft gezeigten fünf Batterien 2 parallel geschaltet sein. Alternativ ist auch möglich, dass weniger als fünf Batterien 2, beispielsweise nur zwei oder nur eine Batterie 2 in der Batterieschaltung 1 vorgesehen ist. Ferner kann auch vorgesehen sein, dass jeder der Batterien 2 eine eigene Spannungsquelle 3, ein eigener Verbraucher 4 und/oder ein eigener Schalter 5 zugeordnet ist, sodass die Fig. 1 lediglich eine einfache Variante einer möglichen Batterieschaltung 1 zeigt, welche das mit Hinblick auf die Figur 2 erläuterte Voralterungsverfahren 10 erlaubt.
Das Voralterungsverfahren 10 dient dem Voraltern der einen oder mehreren Batterien 2 (auf die sich im Folgenden bezogen wird) der Batterieschaltung 1 auf einen vorgegebenen Alterungszustand. In einem Vorgabeschritt 11 des Voralterungsverfahrens 10 wird dazu der zu erreichende Alterungszustand der Batterien 2 vorgegeben.
In einem ersten Auswählschritt 12 wird dann ein Alterungsprofil aus einer Vielzahl unterschiedlicher Alterungsprofile ausgewählt. Jedes der Alterungsprofile gibt eine bestimmte Anzahl von LadeVEntladezyklen mit vordefinierten Alterungsparametern für die Batterien 2 vor, die mittels der Spannungsquelle 3 und dem Verbraucher 4 ausgeführt werden. Die Alterungsparameter können beispielsweise Umgebungsparameter wie Temperatur oder mechanischer Druck auf die Batterien 2 und elektrische Betriebsparameter wie Lade- und Entladestrom sein. In einem ersten Applikationsschritt 13 wird das im ersten Auswählschritt 12 ausgewählte Alterungsprofil auf die Batterien 2 appliziert.
Der erste Auswählschritt 12 und der erste Applikationsschritt 13 werden nun im Wesentlichen durch einen zweiten Auswählschritt 14 und einen zweiten Applikationsschritt 15 wiederholt, wobei auch weitere Wiederholungen möglich sind, wie in der Fig. 2 durch drei Fortsetzungspunkte angedeutet sind, bis der vorgegebene Alterungszustand der Batterien 2 erreicht ist. Im Unterschied zu dem ersten Auswählschritt 12 wird im zweiten Auswählschritt 14 und möglicherweise weiteren, also dritten, vierten usw. Auswählschritten (hier nicht gezeigt), ein von dem zuvor applizierten Alterungsprofil unterschiedliches Alterungsprofil ausgewählt. Das Alterungsprofil unterscheidet sich dabei in einem oder mehreren der vordefinierten Alterungsparameter, sodass die Batterien 2 bei den unterschiedlichen Alterungsprofilen unterschiedlich belastet werden.
Figur 3 zeigt ein Voralterungssystem 20, wie es zur Durchführung des Voralterungsverfahrens 10 der Fig. 2 verwendet werden kann. Das Voralterungssystem 20 weist ein Vorgabemodul 21 zur Durchführung des Vorgabeschritts 11 , ein Auswahlmodul 22 zur Durchführung der Auswählschritte 12, 14, ein Applikationsmodul 23 zur Durchführung der Applikationsschritte 13, 15 sowie ein Bestimmungsmodul 24 auf, welches das Erreichen des vorgegebenen Alterungszustandes der Batterien 2 bestimmt und so den Abbruch des Voralterungsverfahrens 10 erlaubt.
Figur 4 zeigt nun die Alterung von fünf Batterien 2 in einem Diagramm von SOH (State of Health) als Angabe der Restkapazität der Batterien 2 gegenüber ihrer Designkapazität (normiert auf 100 %) über der Zyklenzahl n von Lade-/Entladezyklen gemäß dem Stand der Technik. Bei einem Alterungsverfahren gemäß dem Stand der Technik wird ein spezifischer Lade-/Entladezyklen auf jede der Batterien 2 appliziert, der durchgehend gleich bleibt. Dies führt einerseits dazu, dass einzelne Batterien 2 sehr lange brauchen, bis sie einen bestimmten Alterungszustand, beispielsweise von SOH = 80 % erreichen (die oberen drei Batterien 2 in Fig. 4 brauchen über n = 1.000 Zyklen). Und andererseits führt dies zu der sichtbaren ungleichmäßigen Alterung. Entsprechend ist es mit dem Verfahren aus dem Stand der Technik nicht möglich, die Batterien 2 gleichmäßig zu altern.
Wenn das in der Fig. 4 gezeigte Verfahren als Testverfahren genutzt wird, bei dem Alterungsinformationen über die Batterien 2 gewonnen werden, ist dies unbefriedigend, weil nach 1.000 Zyklen für alle Batterien 2 nicht über denselben SOH-Bereich von beispielsweise 100 % bis 75 % eine Aussage über deren Alterungsverhalten in Abhängigkeit der spezifischen Lade-/Entladezyklen gegeben werden kann.
Anders sieht dies bei dem erfindungsgemäßen Voralterungsverfahren 10 aus, dessen Ergebnis in dem Diagramm der Figur 5 sichtbar ist. Hier wurden die Batterien 2 gemäß dem Voralterungsverfahren 10 mit dem Voralterungssystem 20 vorgealtert und haben schneller einen SOH von ca. 80% erreicht (nach ca. n = 1 .000 Zyklen) und sind auch viel gleichmäßiger gealtert, sodass deren SOH vergleichbar ist.
Wenn das Voralterungsverfahren 10, wie es in der Fig. 5 eingesetzt worden ist, als Testverfahren zum Gewinnen von Alterungsinformationen genutzt wird, konnten für alle fünf Batterien 2 über einen SOH-Bereich von 100 % bis ca. 80 % mit unterschiedlichen Alterungsprofilen getestet werden, sodass hier eine größere Fülle von Informationen zur Alterung bereitsteht. Noch mehr bevorzugt ist es jedoch, das Voralterungsverfahren 10 vor dem eigentlichen Testverfahren 30, wie es in der Fig. 6 gezeigt ist, einzusetzen.
Figur 6 zeigt schematisch ein Testverfahren 30 zum Testen von Batteriesätzen, wie etwa dem Batteriesatz der Fig. 1 umfassend die dort gezeigten fünf Batterien 2 sowie einen weiteren, nicht gezeigten Batteriesatz, der seinerseits wieder eine Mehrzahl von Batterien 2 umfasst. Figur 7 zeigt ein korrespondierendes Testsystem 40, durch das sich das Testverfahren 30 durchführen lässt.
Durch ein Bereitstellungsmodul 41 wird in einem ersten Bereitstellungsschritt 31 ein erster Batteriesatz mit ersten Batterien 2 mit einer ersten Batteriekapazität, insbesondere Restkapazität, bereitgestellt, beispielsweise in einer Batterieschaltung 1 wie der aus Fig. 1 angeschlossen. Durch selbiges Bereitstellungsmodul 41 des Testsystems 40 wird in einem zweiten Bereitstellungsschritt 32 ein zweiter Batteriesatz mit zweiten Batterien 2 mit einer zweiten Batteriekapazität bereitgestellt, die von der ersten Batteriekapazität verschieden ist.
Wie in der Fig. 7 und Fig. 11 zu sehen ist, kann der erste Batteriesatz beispielsweise drei Batterien 2 mit Batteriekapazitäten von 100 % SOH aufweisen und der zweite Batteriesatz kann beispielsweise ebenfalls drei Batterien 2 mit Batteriekapazitäten von 90 % SOH aufweisen, welche insbesondere gemäß dem erfindungsgemäßen Voralterungsverfahren 10 schnell und gleichmäßig mit wenigen Zyklen vorgealtert worden sind.
In der Fig. 7 ist hier angedeutet, dass weitere Bereitstellungsschritte (nicht gezeigt) möglich sind, um weitere Batteriesätze mit weiteren Batterien 2 vorzusehen, in denen die Batterien 2 andere SOHs aufweisen, beispielsweise 95 % SOH und 85 % SOH, wodurch sich das Testverfahren 30 noch mehr beschleunigen lässt, wie aus dem Folgenden deutlich wird.
Von einem Vorgabemodul 42 des Testsystems 40 wird dann ein Vorgabeschritt 33 zum Vorgeben des Testplans zum Testen der Batteriesätze ausgeführt. Der Testplan gibt Lade-/Entladezyklen mit vordefinierten Testparametern für die Batteriesätze vor, wobei diese für die getesteten Batterien 2 unterschiedlich sind.
Dann erfolgt durch ein Testmodul 43 ein Testschritt 34, bei dem die Batteriesätze zeitlich parallel gemäß dem vorgegebenen Testplan getestet werden. Das Ergebnis ist in Fig. 11 zu sehen, welches zeigt, dass die Batterien 2 im SOH-Bereich von 100 bis ca. 80 % in nur 600 Zyklen vollständig getestet werden, statt über 1 .000 Zyklen und nur in einem teilweise übereinstimmenden SOH-Bereich von 100 % bis knapp unter 95 % aller Batterien 2, wie es bei einem Alterungstest gemäß der Fig. 4 der Fall wäre.
Anders als in Fig. 7 gezeigt kann die Bereitstellung der Batteriesätze 1 mit unterschiedlichen Kapazitäten (bspw. 95%, 90%, usw.) auch parallel erfolgen. Entsprechend kann das Testverfahren 30 jeweils an den unterschiedlichen Batteriesätzen 1 verschiedener Kapazitäten durchgeführt werden. Entsprechend können auch unterschiedliche Testsysteme 40 eingesetzt werden, an denen parallel oder hintereinander die Batteriesätze 1 unterschiedlicher Kapazitäten getestet werden, wie die Fig. 8 und 9 beispielhaft zeigen, wobei die Daten aus beiden Testsystemen 40 der Fig. 8 und 9 anschließend zusammengeführt werden können.
Figur 10 zeigt einen Batteriekapazitätskorridor 50, wie er vorzugsweise durch einen vorgegebenen Parameterbereich für die Alterungsparameter der Alterungsprofile eingehalten wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Batteriekapazitätskorridor 50 durch eine Ermittlung und Rückkopplung zwischenzeitlicher Alterungszustände der Batterien 2 eingehalten werden. Die Rückkopplung kann im Auswählschritt 14 sowie weiteren Auswählschritten erfolgen, um dort das weitere Alterungsprofil der Batterien 2 derart auszuwählen, dass alle Batterien 2 in dem Batteriekapazitätskorridor 50 verlaufen und möglichst zeitgleich den vorgegebenen Alterungszustand erreichen.
Die voranstehenden Erläuterungen der Ausführungsformen beschreiben die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen.
Bezugszeichenliste
1 Batterieschaltung
2 Batterie
3 Spannungsquelle
4 Verbraucher
5 Schalter
10 Voralterungsverfahren
11 Vorgabeschritt
12 erster Auswählschritt
13 erster Applikationsschritt
14 zweiter Auswählschritt
15 zweiter Applikationsschritt
20 Voralterungssystem
21 Vorgabemodul
22 Auswahlmodul
23 Applikationsmodul
24 Bestimmungsmodul
30 Testverfahren
31 erster Bereitstellungsschritt
32 zweiter Bereitstellungsschritt
33 weiterer Vorgabeschritt
34 Testschritt
40 Testsystem
41 Bereitstellungsmodul
42 Vorgabemodul
43 Testmodul
50 Batteriekapazitätskorridor

Claims

Patentansprüche
1 . Voralterungsverfahren (10) zum Voraltern zumindest einer Batterie (2) auf einen vorgegebenen Alterungszustand, wobei das Voralterungsverfahren (10) durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
- Vorgeben (11) des zu erreichenden Alterungszustands der Batterie (2),
- Auswählen (12) zumindest eines Alterungsprofils aus einer Vielzahl unterschiedlicher Alterungsprofile, wobei jedes der Alterungsprofile zumindest einen Lade- und/oder Entladevorgang mit vordefinierten Alterungsparametern für die Batterie (2) vorgibt,
- Applizieren (13) des zuvor ausgewählten zumindest einen Alterungsprofils auf die Batterie (2),
- Auswählen (14) zumindest eines weiteren Alterungsprofils aus der Vielzahl unterschiedlicher Alterungsprofile, wobei das weitere Alterungsprofil sich in zumindest einem der vordefinierten Alterungsparameter von dem zuvor ausgewählten und auf die Batterie (2) applizierten Alterungsprofil unterscheidet,
- Applizieren (15) des zuvor ausgewählten wenigstens eines weiteren Alterungsprofils auf die Batterie (2) bis zum Erreichen des vorgegebenen Alterungszustands der Batterie (2).
2. Voralterungsverfahren (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bis zum Erreichen des vorgegebenen Alterungszustands der Batterie (2) noch weitere Alterungsprofile aus der Vielzahl unterschiedlicher Alterungsprofile ausgewählt und auf die Batterie (2) appliziert werden, wobei die noch weiteren Alterungsprofile sich in zumindest einem der vordefinierten Alterungsparameter zumindest von dem zuvor ausgewählten und auf die Batterie (2) applizierten Alterungsprofil unterscheiden.
3. Voralterungserfahren (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der ausgewählten Alterungsprofile zum Altern der Batterie (2) mit einer ersten Geschwindigkeit eingerichtet ist und zumindest ein anderes der ausgewählten Alterungsprofile zum Altern der Batterie (2) mit einer von der ersten Geschwindigkeit verschiedenen zweiten Geschwindigkeit eingerichtet ist.
4. Voralterungsverfahren (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Alterungsparameter zumindest zwei von einer Temperatur, einem mechanischen Druck, einem Ladestrom, einem Entladestrom, einem Ladezustand und einer Pulsfrequenz sind.
5. Voralterungsverfahren (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Alterungsparameter in den Alterungsprofilen in einem vorgegebenen Parameterbereich liegen.
6. Voralterungsverfahren (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der vorgegebene Alterungszustand im Bereich von 95 % bis 70 % Restkapazität gemessen an einer Designkapazität der Batterie (2) befindet.
7. Voralterungsverfahren (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Batterien (2) parallel vorgealtert werden, wobei der vorgegebene Alterungszustand für alle Batterien (2) derselbe ist.
8. Voralterungsverfahren (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erreichen des vorgegebenen Alterungszustands aller Batterien (2) die Alterungsprofile für die Batterien (2) unter Berücksichtigung von zwischenzeitlichen Alterungszuständen der jeweils anderen Batterien (2) ausgewählt werden.
9. Testverfahren (30) zum Testen von Batteriesätzen gemäß einem vorgegebenen Testplan, wobei das Testverfahren (30) durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
- Bereitstellen (31) eines ersten Batteriesatzes mit zumindest einer ersten Batterie (2) aufweisend eine erste Batteriekapazität,
- Bereitstellen (32) zumindest eines zweiten Batteriesatzes mit zumindest einer zweiten Batterie (2) aufweisend eine von der ersten Batteriekapazität verschiedene zweite Batteriekapazität, - Vorgeben (33) des Testplans zum Testen der Batteriesätze, wobei der Testplan Lade- und/oder Entladevorgänge mit vordefinierten Testparametern für die Batteriesätze vorgibt, und
- paralleles Testen (34) der beiden Batteriesätze gemäß dem vorgegebenen Testplan.
10. Testverfahren (30) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Batteriesätze jeweils gemäß dem Voralterungsverfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auf ihre Batteriekapazitäten vorgealtert worden sind.
11 .Testverfahren (30) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Batteriesätze jeweils mehrere Batterien (2) umfasst.
12. Testverfahren (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die vom Testplan vorgegebenen Testparameter für die Batterien (2) unterschiedlich sind.
13. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Voralterungsverfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder das Testverfahren (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 auszuführen.
14. Voralterungssystem (20) zum Voraltern zumindest einer Batterie (2) auf einen vorgegebenen Alterungszustand, wobei das Voralterungssystem (20) durch die folgenden Module (21 , 22, 23, 24) gekennzeichnet ist:
- zumindest ein Vorgabemodul (21 ) zum Vorgeben des zu erreichenden Alterungszustands der Batterie (2),
- zumindest ein Auswahlmodul (22) zum Auswählen zumindest eines Alterungsprofils aus einer Vielzahl unterschiedlicher Alterungsprofile, wobei jedes der Alterungsprofile einen Lade- und/oder Entladevorgang mit vordefinierten Alterungsparametern für die Batterie (2) vorgibt, und zum Auswählen eines weiteren Alterungsprofils aus der Vielzahl unterschiedlicher Alterungsprofile, wobei das weitere Alterungsprofil sich in zumindest einem der vordefinierten Alterungsparameter von dem zuvor ausgewählten und auf die Batterie (2) applizierten Alterungsprofil unterscheidet, - zumindest ein Applikationsmodul (23) zum Applizieren des zuvor ausgewählten zumindest einen Alterungsprofils auf die Batterie (2) und zum Applizieren des zuvor ausgewählten weiteren Alterungsprofils auf die Batterie (2), und
- zumindest ein Bestimmungsmodul (24) zum Bestimmen eines Erreichens des vorgegebenen Alterungszustands der Batterie (2).
15.Testsystem (40) zum Testen von Batteriesätzen, wobei das Testsystem (40) durch die folgenden Module gekennzeichnet ist:
- zumindest ein Bereitstellungsmodul (41 ) zum Bereitstellen eines ersten Batteriesatzes mit zumindest einer ersten Batterie (2) aufweisend eine erste Batteriekapazität und zum Bereitstellen zumindest eines zweiten Batteriesatzes mit zumindest einer zweiten Batterie (2) aufweisend eine von der ersten Batteriekapazität verschiedene zweite Batteriekapazität,
- zumindest ein Vorgabemodul (42) zum Vorgeben des Testplans zum Testen der Batteriesätze, wobei der Testplan Lade- und/oder Entladevorgänge mit vordefinierten Testparametern für die Batteriesätze vorgibt, und zumindest ein Testmodul (43) zum parallelen Testen der beiden Batteriesätze gemäß dem vorgegebenen Testplan.
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