WO2016202535A1 - Messsystem zur ausgleichsstrommessung - Google Patents

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WO2016202535A1
WO2016202535A1 PCT/EP2016/061637 EP2016061637W WO2016202535A1 WO 2016202535 A1 WO2016202535 A1 WO 2016202535A1 EP 2016061637 W EP2016061637 W EP 2016061637W WO 2016202535 A1 WO2016202535 A1 WO 2016202535A1
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WO
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current
calibration
measurement
measuring
electrical
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PCT/EP2016/061637
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English (en)
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Inventor
Frank Schatz
Fabian Henrici
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/203—Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts

Definitions

  • the present invention is based on a measuring system, an electrical energy store and a method.
  • Document DE 10 2012 010 487 A1 discloses a method for evaluating a state of aging of a battery using a battery
  • the invention relates to a measuring system, an electrical energy storage and a method with the respective features of the independent claims Further features and details of the invention will become apparent from the respective dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the measuring system according to the invention apply, of course, also in connection with the inventive electrical energy storage and the
  • the measuring system according to the invention is used, in particular, for carrying out equalizing current measurements and calibration measurements on at least one electrically conductive current collector unit of an electrical energy store.
  • the advantage of the calibration measurement by the measuring system is to be seen in particular in that the at least one disturbance variable can be reduced, that is, at least partially compensated and / or eliminated.
  • the disturbance variables are, for example, offset voltages and / or
  • the electrical energy store is in particular a rechargeable
  • Energy storage ie, for example, a rechargeable battery or a rechargeable battery.
  • the term refers to this
  • the battery (battery pack) has z. B. at least two modules, each module preferably has at least two battery cells (cells). Each battery cell preferably has at least two cell coils, which, for. B. are interconnected by a current collector.
  • current collector unit is in particular not restricted to a current collector of the energy store, but may optionally relate to any electrically conductive connections in particular an electrically conductive connection between galvanic elements, in particular parallel-connected galvanic elements of the energy store.
  • the galvanic elements are preferably the individual cell windings and / or the battery cells and / or the modules and / or the batteries.
  • the current collector unit is preferably a current collector of the energy store, particularly preferably the battery cell, in particular for the electrical connection of the cell winder.
  • the current collector unit is preferably also an electrical connection between batteries and / or battery cells connected in parallel and / or in particular exclusively, by parallel-connected cell windings of a (possibly single) battery cell. In this case, the current collector unit z.
  • an electrically conductive material such as electrically conductive metal and / or copper and / or aluminum and / or steel and / or nickel-plated aluminum and / or nickel-plated copper and / or nickel-plated steel.
  • the energy storage includes z. B. at least two galvanic elements connected in parallel and / or at least two cell windings and / or at least one battery cell with cell windings and / or a battery housing and / or a cell terminal and / or an electrically conductive current collector (eg the current collector unit) and / or a module with several battery cells.
  • imprint of the electrical calibration current refers to preferably the current strength of the impressed current, in particular the calibration current, within a certain range
  • impressions can also refer to the fact that the impressed current, that is to say the current intensity of the current, can be determined very accurately and / or predetermined.
  • the calibration device is a current source, in particular a
  • Constant current source for impressing and / or feeding the electrical
  • the measuring device is integrated in the calibration device.
  • the calibration device is at least partially structurally separate and / or spatially separated (spaced apart and only by eg.
  • the current source and / or the calibration device and / or the measuring device has at least one electronic component.
  • the at least one electronic component is, for example, a microchip and / or a microcontroller and / or a
  • the measuring system in particular the
  • Calibration device and / or the measuring device can be z. B. be arranged on a common board and / or at least partially as an electronic circuit, for. B. as ASIC (application specific integrated circuit), be formed.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • the calibration device and / or the measuring device each have two
  • the connecting elements are, for example, lines and / or wires and / or have at least one electrically conductive metal.
  • the measuring system has, for example, a total of at least four
  • each connecting element in particular independently of the other connecting elements with the
  • Measuring device is connected, such that the first connecting element and the third connecting element are merged and electrically connected by only a single common connecting element with the current collector unit.
  • Connecting elements of the measuring system are only two common Connecting elements and correspondingly only two connection contact positions on the current collector unit necessary. This can reduce the costs of manufacturing and assembling the measuring system.
  • an electrical energy storage is provided.
  • the measuring system according to the invention can be integrated in the energy store.
  • Calibration device and / or the measuring device has at least a first contact position and at least one second contact position, wherein in particular the first contact position spaced from the second
  • the measuring section d. H.
  • the shunt resistor is preferably by the current flow (in particular of the
  • the calibration device is in particular so connected to the contact positions that the contact positions and the measuring section form a circuit for the calibration current.
  • the measuring device is preferably connected to the contact positions such that a voltage measurement across the shunt resistor, with the measuring section as a shunt resistor, is possible.
  • the current collector unit, or the current collector of the battery cell as a shunt resistor for the
  • the contact positions form in particular the contact points for this measuring section, wherein the current flow the calibration current is preferably from the first contact position to the second contact position (or vice versa).
  • Each contact position can have, for example, in each case one and / or two connection contact position (s) to at least one connecting element. It is particularly advantageous if each contact position has a total of two connection contact positions, each of these connection contact positions is connected in each case only with a connecting element. This allows the
  • Connecting elements are connected. This allows a stable electrically conductive connection. However, this may result in disturbances in the
  • the connecting elements are, for example, electrical lines for voltage measurement with the measuring device.
  • disturbances z. B. thermoelectric voltages and / or changes in resistance z. B. by light geometric
  • Shifts fabric fluctuations of the contact points and / or manufacturing fluctuations in the winding production.
  • an electrical resistance that is, in particular the shunt resistor
  • This resistance is typically in the range of 50 ⁇ to 500 ⁇ , in particular in the range between 100 ⁇ to 200 ⁇ . Then flows a balancing current z. B. between the coils and / or the galvanic
  • voltage is proportional to the compensation current and / or the resistance.
  • a third and fourth contact position and / or further contact positions can be provided in addition to a first and a second contact position. These can, for example, be connected to the same current collector unit and / or to different current collector units, if appropriate with any combination for Voltage measurement can be arranged or formed. Further, it may also be conceivable that a third contact position at a first
  • a first and second contact position are arranged on a first current collector unit and a third and fourth contact position on a second current collector unit.
  • the first and second contact positions are correspondingly connected to a first measuring device (or measuring system) and the third and fourth contact positions are connected to a second measuring device (or measuring system).
  • z. B a single compensation current measurement and / or calibration measurement and / or different
  • Compensation flow measurements and / or calibration measurements are carried out and possibly combined with each other. This has the advantage that, if necessary, the accuracy in the measurement or the calibration measurement can be further increased.
  • At least one electrical calibration current in the measuring section is impressed by a calibration device for the calibration measurement, and at least partially simultaneously at least one voltage measurement at the same
  • Measuring section is performed by the measuring device to reduce at least one disturbance of the compensating current measurement, in particular to compensate.
  • the method according to the invention brings about the same advantages as have been described in detail with reference to a measuring system according to the invention and / or an electrical energy store according to the invention.
  • the calibration measurement is used in particular for the calibration of
  • Equalizing current measurement and can preferably, like the
  • the calibration measurement can be in particular a four-wire measurement and / or comprise a three-wire measurement.
  • the calibration measurement can be in particular a four-wire measurement and / or comprise a three-wire measurement.
  • the calibration measurement can be in particular a four-wire measurement and / or comprise a three-wire measurement.
  • Measuring device must be used to electrically connect the measuring device with the current collector unit, are for the
  • Calibration measurement preferably two further connection elements for electrically conductive connection of the calibration device with the
  • the voltage which is present at the shunt resistor is thereby further amplified and / or stabilized by the measuring device, for example, so that the (measured by the measuring device)
  • Vmess Voffset + Rx * 0x + loffset)
  • V 0 ff se and / or Rx and / or set Sizes V 0 ff se and / or Rx and / or set.
  • V 0 ffset is for example a thermoelectric voltage of the measuring system and / or an offset voltage of
  • offset is an offset current of the measuring system or the like.
  • R x comprises the shunt resistor to be measured and optionally still has
  • the calibration device may preferably according to the inventive method a
  • the calibration current is an adjustable reference current, that is to say the (for example, almost constant) current intensity of the calibration current can be used for different voltage measurements of the calibration measurement and / or for different calibration measurements are changed or adjusted. It is then preferred at least two and / or three and / or exactly three voltage measurements per calibration measurement, z. B. carried out once or repeatedly. Thus, preferably, no turning off the calibration current.
  • the compensation current measurement at the current collector unit can in particular be performed almost without (the compensated)
  • the at least one disturbance is determined at least approximately, that is to say in particular with only minor or immaterial (metrologically justified) deviations or tolerances, in particular in that the voltage measurement with the calibration current,
  • Calibration measurements measured voltages with different calibration currents are used to determine the disturbances.
  • the known current strength of the calibration currents e.g, arithmetic
  • the disturbance that is, the corresponding value of
  • Disturbance are determined and then used in the compensation current measurement to compensate for the disturbance.
  • Compensating current can be determined very accurately and thus compensated. It is conceivable that the predetermined first current ticks z. B. 0 A (amps) and / or the predetermined second current is 100 mA and / or the predetermined third current is 200 mA and / or impressed respectively for the corresponding voltage measurements.
  • the electric Calibration current can thus also denote in particular a lack of an electric current. In this way, for example, at least one disturbance variable can be determined successiveively for each voltage measurement. If one of the disturbance variables is predetermined, for example, it is conceivable that z. B. only a total of two voltage measurements are necessary.
  • Determination and / or compensation of the disturbances takes place, for example, in that the determined first voltage value of the first
  • Voltage measurement is related to the first current value of the first calibration current and / or the determined second voltage value of the second voltage measurement is related to the second current value and / or the determined third voltage value of the third voltage measurement is related to the third current value and the corresponding Results may still be related to each other.
  • step d) can preferably the compensation current measurement at the
  • Measuring device in particular (temporally) after the calibration measurement the
  • Compensatory current measurement at the measuring section of the current collector unit performs, in particular such that the measuring section forms a shunt resistor for the voltage measurement.
  • the voltage measurement of the measuring device serves in particular also to determine the shunt resistance and / or the compensating current (indirectly) via the shunt resistor.
  • Compensating current measurement for example, reduced by the results of the calibration measurement are used. It can the
  • Calibration measurement z. B be used once or repeatedly to improve the accuracy and / or resolution of the compensation measurement.
  • the equalizing currents are, for example, only a few mA to some A. Typically, this is a threshold exceeded the
  • Calibration measurement can be achieved in particular a resolution and / or accuracy in the range 10 mA to 100 mA. If the threshold is exceeded, for example, a security function z. B. one
  • the measuring system and / or the measuring device is used multiple times and / or has a switching matrix to z.
  • the calibration measurement or the compensation of the disturbance variables and / or the compensation current measurements on at least two and / or three and / or four or more galvanic elements and / or energy storage and / or current collector units perform.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an inventive
  • Fig. 2 is a further schematic representation of an inventive
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a measuring system according to the invention
  • Fig. 4 is a further schematic representation of an inventive
  • Fig. 5 is a schematic representation of the visualization of a
  • FIGS. 1 and 2 schematically show a front view of an energy store 10 according to the invention.
  • the energy store 10 comprises two galvanic elements 30 in FIG. 1 and four galvanic elements 30 in FIG. 2, which are each designed as cell windings, for example.
  • the inventive method comprises two galvanic elements 30 in FIG. 1 and four galvanic elements 30 in FIG. 2, which are each designed as cell windings, for example.
  • Energy storage 10 a cell terminal 40, which z. B. for connection to a battery management system. Also, a current collector unit 20, which is designed as a current collector of the energy storage device 10, can be seen. Another current collector unit 20 is, for example, on
  • the current collector units 20 can preferably be assigned to an anode and / or a cathode of the energy store 10 in each case.
  • Each galvanic element 30 is in (electrical) connection with the current collector unit 20.
  • At least one of the current collector units 20 of the energy store 10 has contact positions 22, wherein a first contact position 22a and a second contact position 22b are shown.
  • Contact positions 22 are z. B. only provided on a common current collector unit 20 and are formed for example as connection points to a measuring system 200 according to the invention. Equalizing currents between the galvanic elements 30 thereby flow through the current collector unit 20 and can therefore be between the first contact position 22a and the second
  • FIGS. 3 and 4 schematically show a measuring system 200 according to the invention, which can be connected to an energy store 10 according to the invention. Only the contact positions 22, that is, a first
  • Contact positions 22 an electrical resistance from (measuring section 21), which can be used for example as a shunt resistor for a voltage measurement by a measuring device 210 of the measuring system 200.
  • the measuring device 210 is electrically connected to the current collector unit 20 by two connecting elements 230, that is to say by a third connecting element 230c and a fourth connecting element 230d.
  • the connection of the connecting elements 230 with the contact positions 22 takes place, for example each by connecting contact positions to the corresponding
  • the connecting elements 230 z. B. welded directly to the current collector unit 20.
  • a first connection element 230a and a second connection element 230b by means of which a calibration device 220 (with a current source 221) can be connected to the current collector unit 20.
  • connection of the first connecting element 230a and the second connecting element 230b also takes place at the contact positions 22, in particular adjacent to the
  • connection contact positions of the third connection element 230c and the fourth connection element 230d are not connected separately to the connecting elements 230 of the calibrating device 220 to the current collector unit 20 (or the contact positions 22), but already with the connecting elements 230 of the
  • Calibration device 220 are connected.
  • FIG. 5 schematically shows a method 400 according to the invention.
  • a first method step 400.1 a first
  • a first electrical calibration current Icall is used.
  • a second voltage measurement is carried out on the measuring section 21, wherein a second electrical calibration current Ical2 is used.
  • a third method step 400.3 a third electrical calibration current
  • Voltage measurement is performed on the measuring section 21 while impressing a third electrical calibration current Ical3.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messsystem (200) zur Ausgleichsstrommessung an wenigstens einer elektrisch leitfähigen Stromsammlereinheit (20) eines elektrischen Energiespeichers (10), aufweisend eine Messvorrichtung (210) zur elektrischen Spannungsmessung an einem Messabschnitt (21) der Stromsammlereinheit (20), und eine Kalibrierungsvorrichtung (220) zur Einprägung zumindest eines elektrischen Kalibrierungsstroms (Ical) in diesem Messabschnitt (21), wobei wenigstens eine Kalibrierungsmessung derart durch die Messvorrichtung (210) und die Kalibrierungsvorrichtung (220) durchführbar ist, dass zumindest eine Störgröße der Ausgleichsstrommessung reduzierbar ist.

Description

Beschreibung
Messsystem zur Ausgleichsstrommessung
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Messsystem, einem elektrischen Energiespeicher sowie einem Verfahren.
Stand der Technik
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, Messungen an Batterien und Batteriezellen durchzuführen.
Aus der Druckschrift DE 10 2009 000 336 AI ist eine elektrische Schaltung zur Messung einer Impedanz von Zellen eines elektrochemischen Energiespeichers in Fahrzeugen bekannt. Es sind Auswahlschalter hierbei vorgesehen, die derart funktional angeordnet sind, dass je nach Schaltung der Auswahlschalter eine Impedanz einer ausgewählten Zelle des elektrochemischen Energiespeichers messbar ist.
Die Druckschrift DE 10 2012 010 487 AI offenbart ein Verfahren zum Bewerten eines Alterungszustandes einer Batterie unter Verwendung eines
Kennlinienfeldes.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Messsystem, ein elektrischer Energiespeicher sowie ein Verfahren mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Messsystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeicher sowie dem
erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Das erfindungsgemäße Messsystem dient insbesondere zur Durchführung von Ausgleichsstrommessungen und Kalibrierungsmessungen an wenigstens einer elektrisch leitfähigen Stromsammlereinheit eines elektrischen Energiespeichers. Hierbei ist der Vorteil der Kalibrierungsmessung durch das Messsystems insbesondere darin zu sehen, dass die zumindest eine Störgröße reduzierbar, das heißt zumindest teilweise kompensierbar und/oder eliminierbar ist. Die Störgrößen sind dabei beispielsweise Offsetspannungen und/oder
Thermospannungen und/oder Offsetströme und/oder dergleichen. Auf diese Weise ist z. B. die Erkennung (messtechnische Erfassung) von sich
anbahnenden internen Kurzschlüssen oder weiterer Zellschäden des
Energiespeichers möglich. Solche Zellschäden können zu ggf. Batteriebränden führen, falls sie nicht rechtzeitig erkannt werden. Weiter führen innere
Kurzschlüsse des Energiespeichers beispielsweise zu Leckströmen. Diese Leckströme entladen die Batterie (Energiespeicher) und führen insbesondere bei parallel geschalteten Batterien zu elektrischen Ausgleichsströmen. Dabei ist die Messung der Ausgleichsströme z. B. aufgrund des geringen Shuntwiderstands und/oder weiterer Störgrößen bei der Messung ggf. schwierig und ungenau und wird durch die Kalibrierungsmessungen entsprechend verbessert.
Der elektrische Energiespeicher ist insbesondere ein wiederaufladbarer
Energiespeicher (das heißt z. B. eine wiederaufladbare Batterie bzw. ein wiederaufladbarer Akkumulator). Dabei bezieht sich der Ausdruck
„Energiespeicher" vorzugsweise auf eine Batterie, insbesondere eine
(wiederaufladbare) Lithium-Ionen-Batterie, und/oder auf eine Batteriezelle, bevorzugt eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, und/oder auf ein Modul. Die Batterie (Batteriepack) weist dabei z. B. zumindest zwei Module auf, wobei jedes Modul vorzugsweise zumindest zwei Batteriezellen (Zellen) aufweist. Jede Batteriezelle weist vorzugsweise zumindest zwei Zellwickel auf, welche z. B. durch einen Stromsammler miteinander verbunden sind. Der Ausdruck„Stromsammlereinheit" ist im Rahmen der Erfindung insbesondere nicht auf einen Stromsammler des Energiespeichers beschränkt, sondern kann ggf. beliebige elektrisch leitende Verbindungen betreffen. Die Stromsammlereinheit ist insbesondere eine elektrisch leitende Verbindung zwischen galvanischen Elementen, insbesondere parallel geschalteten galvanischen Elementen des Energiespeichers. Die galvanischen Elemente sind dabei vorzugsweise die einzelnen Zellwickel und/oder die Batteriezellen und/oder die Module und/oder die Batterien. Die Stromsammlereinheit ist dabei bevorzugt ein Stromsammler des Energiespeichers, besonders bevorzugt der Batteriezelle, insbesondere zur elektrischen Verbindung der Zellwickel. Auch ist die Stromsammlereinheit vorzugsweise eine elektrische Verbindung zwischen parallel geschalteten Batterien und/oder Batteriezellen und/oder insbesondere ausschließlich, von parallel geschalteten Zellwickeln einer (ggf. einzigen) Batteriezelle. Dabei kann die Stromsammlereinheit z. B. ein elektrisch leitendes Material, wie elektrisch leitendes Metall und/oder Kupfer und/oder Aluminium und/oder Stahl und/oder vernickeltes Aluminium und/oder vernickeltes Kupfer und/oder vernickelten Stahl aufweisen. Der Energiespeicher umfasst dabei z. B. mindestens zwei parallel geschaltete galvanische Elemente und/oder zumindest zwei Zellwickel und/oder zumindest eine Batteriezelle mit Zellwickeln und/oder ein Batteriegehäuse und/oder ein Zellterminal und/oder einen elektrisch leitenden Stromsammler (z. B. die Stromsammlereinheit) und/oder ein Modul mit mehreren Batteriezellen. Der Ausdruck„Einprägung" des elektrischen Kalibrierungsstroms bezieht sich darauf, dass vorzugsweise die Stromstärke des eingeprägten Stroms, insbesondere des Kalibrierungsstroms, in einem bestimmten Bereich
unverändert, bzw. konstant bleibt und/oder in einem weiten Bereich unabhängig vom Wert des Lastwiderstands, insbesondere des Shuntwiderstandes, ist. Weiter kann sich der Ausdruck„Einprägung" auch darauf beziehen, dass der eingeprägte Strom, das heißt die Stromstärke des Stroms, sehr genau bestimmbar und/oder vorbestimmt ist.
Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kalibrierungsvorrichtung eine Stromquelle, insbesondere eine
Konstantstromquelle, zur Einprägung und/oder Einspeisung des elektrischen
Kalibrierungsstroms in den Messabschnitt aufweist, wobei insbesondere die Messvorrichtung in der Kalibrierungsvorrichtung integriert ist. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Kalibrierungsvorrichtung zumindest teilweise baulich separat und/oder räumlich getrennt (beabstandet und nur durch z. B.
Leiterbahnen und/oder elektrischen Kabel verbunden) zur Messvorrichtung ausgebildet ist. Somit kann die Messung der Ausgleichströme weiter verbessert werden und kostengünstig und zuverlässig kalibriert werden. Weiter weist die Stromquelle und/oder die Kalibrierungsvorrichtung und/oder die Messvorrichtung zumindest ein elektronisches Bauteil auf. Das zumindest eine elektronische Bauteil ist beispielsweise ein Mikrochip und/oder ein Mikrocontroller und/oder ein
Transistor und/oder ein Operationsverstärker und/oder ein integrierter Schaltkreis und/oder ein elektronischer Schalter und/oder ein Analog-Digital-Wandler und/oder dergleichen. Das Messsystem, insbesondere die
Kalibrierungsvorrichtung und/oder die Messvorrichtung, können dabei z. B. auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sein und/oder zumindest teilweise als elektronische Schaltung, z. B. als ASIC (Anwendungsspezifische integrierte Schaltung), ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kalibrierungsvorrichtung und/oder die Messvorrichtung jeweils zwei
Verbindungselemente zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit der
Stromsammlereinheit aufweisen. Dies gewährleistet eine zuverlässige elektrische Kontaktierung (z. B. Spannungsmessung und/oder zur Einspeisung / Einprägung des Kalibrierungsstroms) mit der Stromsammlereinheit insbesondere derart, dass zumindest eine Kalibrierungsmessung und/oder Spannungsmessung
durchführbar ist. Die Verbindungselemente sind dabei beispielsweise Leitungen und/oder Drähte und/oder weisen zumindest ein elektrisch leitfähiges Metall auf. Das Messsystem weist beispielsweise insgesamt zumindest vier
Verbindungselemente auf, wobei jedes Verbindungselement insbesondere unabhängig von den anderen Verbindungselementen mit der
Stromsammlereinheit direkt verbunden wird. Es sind damit insbesondere vier Verbindungskontaktpositionen der Verbindungselemente mit der
Stromsammlereinheit notwendig. Alternativ oder zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass ein erstes Verbindungselement der
Kalibrierungsvorrichtung mit einem dritten Verbindungselement der
Messvorrichtung verbunden ist, derart, dass das erste Verbindungselement und das dritte Verbindungselement zusammengeführt und durch ausschließlich ein einziges gemeinsames Verbindungselement mit der Stromsammlereinheit direkt elektrisch verbunden werden. Bei zunächst vier separaten
Verbindungselementen des Messsystems sind dabei nur zwei gemeinsame Verbindungselemente und entsprechend nur zwei Verbindungskontaktpositionen an der Stromsammlereinheit notwendig. Hierdurch können die Kosten für die Herstellung und Montage des Messsystems reduziert werden.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein elektrischer Energiespeicher. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass wenigstens eine Kalibrierungsmessung derart durch die Messvorrichtung und die Kalibrierungsvorrichtung durchführbar ist, dass zumindest eine Störgröße der Ausgleichsstrommessung reduzierbar ist. Damit bringt der erfindungsgemäße elektrische Energiespeicher die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Messsystem beschrieben worden sind. Zudem kann der elektrische
Energiespeicher ein erfindungsgemäßes Messsystem aufweisen. Das
erfindungsgemäße Messsystem kann dabei ggf. im Energiespeicher integriert sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Stromsammlereinheit zur elektrischen Verbindung mit der
Kalibrierungsvorrichtung und/oder der Messvorrichtung zumindest eine erste Kontaktposition und zumindest eine zweite Kontaktposition aufweist, wobei insbesondere die erste Kontaktposition beabstandet von der zweiten
Kontaktposition ausgebildet (und/oder angeordnet) ist und so den Messabschnitt bestimmt. Der Messabschnitt, d. h. insbesondere der Shuntwiderstand, wird dabei vorzugsweise durch den Stromfluss (insbesondere des
Kalibrierungsstroms) zwischen der ersten Kontaktposition und der zweiten Kontaktposition bestimmt. Der Stromfluss erfolgt dabei insbesondere zwischen der ersten und zweiten Kontaktposition durch den Shuntwiderstand. Weiter ist die Kalibrierungsvorrichtung insbesondere derart mit den Kontaktpositionen verbunden, dass die Kontaktpositionen und der Messabschnitt einen Stromkreis für den Kalibrierungsstrom bilden. Weiter ist die Messvorrichtung vorzugsweise derart mit den Kontaktpositionen verbunden, dass eine Spannungsmessung über dem Shuntwiderstand, mit dem Messabschnitt als Shuntwiderstand möglich ist. Mit anderen Worten wird insbesondere die Stromsammlereinheit, bzw. der Stromsammlers der Batteriezelle, als Shuntwiderstand für die
Ausgleichsstrommessung genutzt. Die Kontaktpositionen bilden dabei insbesondere die Kontaktstellen für diesen Messabschnitt, wobei der Stromfluss des Kalibrierungsstroms vorzugsweise von der ersten Kontaktposition zur zweiten Kontaktposition (bzw. umgekehrt) erfolgt. Jede Kontaktposition kann dabei beispielsweise jeweils eine und/oder zwei Verbindungskontaktposition(en) zu zumindest einem Verbindungselement aufweisen. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn jede Kontaktposition insgesamt zwei Verbindungskontaktpositionen aufweist, wobei jede dieser Verbindungskontaktpositionen jeweils nur mit einem Verbindungselement verbunden ist. Hierdurch können die
Kontaktwiderstände bei der Kalibrierung berücksichtigt werden, was eine besonders genaue Messung der Ausgleichsströme durch eine besonders genaue Kalibrierung ermöglicht.
Es ist ferner denkbar, dass die Kontaktpositionen durch thermische Behandlung, insbesondere Punktschweißungen, und/oder durch Leitkleben mit den
Verbindungselementen verbunden sind. Dies ermöglicht eine stabile elektrisch leitende Verbindung. Allerdings ergeben sich hierdurch ggf. Störgrößen bei der
Ausgleichsstrommessung, insbesondere aufgrund des Kontaktwiderstandes durch die Verbindung mit den Verbindungselementen. Die Verbindungselemente sind dabei beispielsweise elektrische Leitungen zur Spannungsmessung mit der Messvorrichtung. Es treten dabei Störgrößen, z. B. Thermospannungen und/oder Veränderungen des Widerstands z. B. durch leichte geometrische
Verschiebungen (Fabrikationsschwankungen) der Kontaktpunkte und/oder durch Fertigungsschwankungen bei der Wickelherstellung auf. Dabei bildet sich insbesondere zwischen den Kontaktpositionen, das heißt dem Messabschnitt, ein elektrischer Widerstand (das heißt insbesondere der Shuntwiderstand) aus. Dieser Widerstand liegt typischerweise im Bereich von 50 μΟΙιηη bis 500 μΟΙιηη, insbesondere im Bereich zwischen 100 μΟΙιηη bis 200 μΟΙιηη. Fließt dann ein Ausgleichsstrom z. B. zwischen den Wickeln und/oder den galvanischen
Elementen und/oder den Kontaktpositionen, so kann über diesen Widerstand (als Shuntwiderstand) eine elektrische Spannung gemessen werden. Diese
Spannung ist dabei insbesondere proportional zum Ausgleichsstrom und/oder zum Widerstand. Zur Ausgleichsstrommessung ist es ggf. auch denkbar, dass neben einer ersten und einer zweiten Kontaktposition auch eine dritte und vierte Kontaktposition und/oder weitere Kontaktpositionen vorgesehen sind. Diese können beispielsweise an der gleichen Stromsammlereinheit und/oder an verschiedenen Stromsammlereinheiten ggf. mit einer beliebigen Kombination zur Spannungsmessung angeordnet bzw. ausgebildet werden. Weiter ist es ggf. auch denkbar, dass eine dritte Kontaktposition an einer ersten
Stromsammlereinheit und eine vierte Kontaktposition an einer zweiten
Stromsammlereinheit ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass eine erste und zweite Kontaktposition an einer ersten Stromsammlereinheit und eine dritte und vierte Kontaktposition an einer zweiten Stromsammlereinheit angeordnet sind. Die erste und zweite Kontaktposition sind entsprechend mit einer ersten Messvorrichtung (bzw. Messsystem) und die dritte und vierte Kontaktposition mit einer zweiten Messvorrichtung (bzw. Messsystem) verbunden. Auf diese Weise kann z. B. eine einzige Ausgleichsstrommessung und/oder Kalibrierungsmessung und/oder verschiedene
Ausgleichsstrommessungen und/oder Kalibrierungsmessungen durchgeführt werden und ggf. miteinander kombiniert werden. Dies hat den Vorteil, dass ggf. die Genauigkeit bei der Messung oder der Kalibrierungsmessung weiter erhöht werden kann.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren. Hierbei ist vorgesehen, dass zur Kalibrierungsmessung zumindest ein elektrischer Kalibrierungsstrom in dem Messabschnitt durch eine Kalibrierungsvorrichtung eingeprägt wird, und zumindest teilweise gleichzeitig zumindest eine Spannungsmessung an dem
Messabschnitt durch die Messvorrichtung erfolgt, um zumindest eine Störgröße der Ausgleichsstrommessung zu reduzieren, insbesondere zu kompensieren. Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Messsystem und/oder einen erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeicher beschrieben worden sind. Zudem kann ein erfindungsgemäßes Messsystem und/oder ein
erfindungsgemäßer elektrischer Energiespeicher gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden. Die Kalibrierungsmessung dient dabei insbesondere zur Kalibrierung der
Ausgleichsstrommessung und/oder eines Shuntwiderstands der
Spannungsmessung und/oder zur Erhöhung der Genauigkeit der
Ausgleichsstrommessung und kann vorzugsweise, wie die
Ausgleichsstrommessung, im Betrieb des Energiespeichers erfolgen. Die Kalibrierungsmessung kann dabei insbesondere eine Vierdrahtmessung und/oder eine Dreidrahtmessung umfassen. Vorzugsweise erlaubt die
Kalibrierungsmessung, Störgrößen wie Fabrikationsschwankungen und/oder Offsetströme bei der Ausgleichsstrommessung zu reduzieren und/oder zu kalibrieren. Während insbesondere für die reine Spannungsmessung zur Ausgleichsstrommessung lediglich die zwei Verbindungselemente der
Mess Vorrichtung genutzt werden müssen, um die Messvorrichtung elektrisch leitend mit der Stromsammlereinheit zu verbinden, sind für die
Kalibrierungsmessung bevorzugt zwei weitere Verbindungselemente zur elektrisch leitenden Verbindung der Kalibrierungsvorrichtung mit der
Stromsammlereinheit vorgesehen. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn sämtliche (z. B. vier) Verbindungselemente getrennt voneinander mit der Stromsammlereinheit befestigt, z. B. aufgeschweißt werden. Somit lassen sich die Kontaktwiderstände durch die Kalibrierungsmessungen herauskalibrieren. Im Rahmen der Ausgleichsstrommessung und/oder der Kalibrierungsmessung wird insbesondere eine Spannung Vmess zwischen der ersten Kontaktposition und der zweiten Kontaktposition, das heißt über den Shuntwiderstand
(Messabschnitt) gemessen. Die Spannung, welche am Shuntwiderstand vorliegt, wird dabei beispielsweise durch die Messvorrichtung noch weiter verstärkt und/oder stabilisiert, sodass sich die (durch die Messvorrichtung gemessene)
Messspannung wie folgt zusammensetzt:
Vmess = Voffset + Rx*0x+ loffset) Dabei können unbekannte und/oder teilweise vorbekannte Störgrößen z. B. die
Größen V0ffset und/oder Rx und/oder setsein. V0ffset ist dabei beispielsweise eine Thermospannung des Messsystems und/oder eine Offsetspannung der
Messvorrichtung und/oder des Messsystems und/oder weist solche auf. loffset ist beispielweise ein Offsetstrom des Messsystems oder dergleichen. Rx umfasst insbesondere den zu messenden Shuntwiderstand und weist ggf. noch
Störgrößen wie die Kontaktwiderstände auf. Durch die Kalibrierungsvorrichtung kann bevorzugt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein
Kalibrierungsstrom mit vorbekannter Stromstärke für Ix eingeprägt werden. Dabei ist der Kalibrierungsstrom insbesondere ein einstellbarer Referenzstrom, das heißt die (z. B. nahezu konstante) Stromstärke des Kalibrierungsstroms kann für unterschiedliche Spannungsmessungen der Kalibrierungsmessung und/oder auch für unterschiedliche Kalibrierungsmessungen verändert bzw. eingestellt werden. Es werden dann bevorzugt zumindest zwei und/oder drei und/oder genau drei Spannungsmessungen pro Kalibrierungsmessung, z. B. einmalig oder wiederholt durchgeführt. Somit ist vorzugsweise kein Ausschalten des
Energiespeichers für die Kalibrierung notwendig. Nach der Kalibrierung, das heißt, nach der Durchführung von zumindest einer Kalibrierungsmessung und/oder Spannungsmessung, kann die Ausgleichsstrommessung an der Stromsammlereinheit insbesondere nahezu ohne (die kompensierten)
Störgrößen erfasst werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn im Rahmen der Erfindung bei der
Kalibrierungsmessung die zumindest eine Störgröße wenigstens annähernd, das heißt insbesondere mit nur noch geringen bzw. unwesentlichen (messtechnisch begründeten) Abweichungen oder Toleranzen, bestimmt wird, insbesondere dadurch, dass die Spannungsmessung mit dem Kalibrierungsstrom,
insbesondere mit einer vorbestimmten Stromstärke des Kalibrierungsstroms, verglichen wird. Da im Rahmen der Kalibrierungsmessungen unterschiedliche Kalibrierungsströme genutzt werden, können die bei den
Kalibrierungsmessungen gemessenen Spannungen mit unterschiedlichen Kalibrierungsströmen zur Bestimmung der Störgrößen herangezogen werden. Dabei wird insbesondere die bekannte Stromstärke der Kalibrierungsströme (z. B. arithmetisch) mit den gemessenen Spannungen in Beziehung gesetzt. Auf diese Weise kann die Störgröße, das heißt, der entsprechende Wert der
Störgröße bestimmt werden und anschließend bei der Ausgleichsstrommessung zur Kompensation der Störgröße herangezogen werden.
Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass zur
Kalibrierungsmessung zumindest die Schritte a) bis c) gemäß Anspruch 9 durchgeführt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Störgrößen bei der
Ausgleichsstrommessung sehr genau bestimmt und damit kompensiert werden können. Hierbei ist es denkbar, dass die vorbestimmte erste Stromstäke z. B. 0 A (Ampere) beträgt und/oder die vorbestimmte zweite Stromstärke 100 mA beträgt und/oder die vorbestimmte dritte Stromstärke 200 mA beträgt und/oder jeweils für die entsprechenden Spannungsmessungen eingeprägt wird. Der elektrische Kalibierungsstrom kann somit auch insbesondere ein Ausbleiben eines elektrischen Stroms bezeichnen. Auf diese Weise kann suksessiv beispielsweise bei jeder Spannungsmessung jeweils zumindest eine Störgröße bestimmt werden. Ist eine der Störgrößen beispielsweise vorbestimmt, so ist es denkbar, dass z. B. auch nur insgesamt zwei Spannungsmessungen notwendig sind. Die
Ermittlung und/oder Kompensation der Störgrößen erfolgt beispielsweise dadurch, dass der ermittelte erste Spannungswert der ersten
Spannungsmessung mit der ersten Stromstärke des ersten Kalibrierungssstroms in Beziehung gesetzt und/oder der ermittelte zweite Spannungswert der zweiten Spannungsmessung mit der zweiten Stromstärke in Beziehung gesetzt wird und/oder der ermittelte dritte Spannungswert der dritten Spannungsmessung mit der dritten Stromstärke in Beziehung gesetzt wird und die entsprechenden Ergebnisse noch ggf. untereinander in Beziehung gesetzt werden. Als weiterer Schritt d) kann bevorzugt die Ausgleichsstrommessung an der
Stromsammlereinheit, insbesondere durch die Messvorrichtung durchgeführt werden. Als weiterer Schritt e) kann optional eine Kompensation der Störgrößen bei der Ausgleichsstrommessung durchgeführt werden.
Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die
Messvorrichtung insbesondere (zeitlich) nach der Kalibrierungsmessung die
Ausgleichsstrommessung an dem Messabschnitt der Stromsammlereinheit durchführt, insbesondere derart, dass der Messabschnitt einen Shuntwiderstand für die Spannungsmessung bildet. Die Spannungsmessung der Messvorrichtung dient hierbei insbesondere auch dazu, den Shuntwiderstand und/oder den Ausgleichsstrom (indirekt) über den Shuntwiderstand zu ermitteln. Hierbei lassen sich insbesondere bei der Ausgleichsstrommessung die Störgrößen reduzieren und damit Ausgleichsströme und kritische Zustände des Energiespeichers zuverlässig feststellen. Die Störgrößen werden dabei bei der
Ausgleichsstrommessung beispielsweise dadurch reduziert, dass die Ergebnisse der Kalibrierungsmessung herangezogen werden. Dabei kann die
Kalibrierungsmessung z. B. einmalig oder wiederholt eingesetzt werden, um die Genauigkeit und/oder Auflösung der Ausgleichsmessung zu verbessern. Dabei betragen die Ausgleichsströme beispielsweise nur wenige mA bis einige A. Typischerweise wird hierbei eine Schwellenwertüberschreitung der
Ausgleichsströme von z. B. 500 mA bis 2 A gemessen. Durch die vorherige Kalibrierungsmessung kann insbesondere eine Auflösung und/oder Genauigkeit im Bereich 10 mA bis 100 mA erzielt werden. Bei einer Schwellenwertüberschreitung kann beispielsweise eine Sicherheitsfunktion z. B. eines
Batteriemanagementsystems auslöst werden. Weiterhin ist es auch denkbar, dass das Messsystem und/oder die Messvorrichtung mehrfach verwendet wird und/oder über eine Schaltmatrix verfügt, um z. B. die Kalibrierungsmessung oder die Kompensation der Störgrößen und/oder die Ausgleichsstrommessungen an zumindest zwei und/oder drei und/oder vier oder mehr galvanischen Elementen und/oder Energiespeicher und/oder Stromsammlereinheiten durchzuführen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Figurenbeschreibung
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Energiespeichers;
Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Energiespeichers;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Messsystems;
Fig. 4 eine weitere schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Messsystems;
Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Visualisierung eines
erfindungsgemäßen Verfahrens. Figuren 1 und 2 zeigen schematisch eine Vorderansicht eines erfindungs- gemäßen Energiespeichers 10. Der Energiespeicher 10 umfasst dabei in Figur 1 zwei und in Figur 2 vier galvanische Elemente 30, welche beispielsweise jeweils als Zellwickel ausgebildet sind. Weiter weist der erfindungsgemäße
Energiespeicher 10 einen Zellterminal 40 auf, welches z. B. zur Verbindung mit einem Batteriemanagementsystem dient. Auch ist eine Stromsammlereinheit 20, welche als Stromsammler des Energiespeichers 10 ausgebildet ist, zu sehen. Eine weitere Stromsammlereinheit 20 ist beispielsweise auf der
gegenüberliegenden Seite vorgesehen, welche jedoch in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellt ist. Die Stromsammlereinheiten 20 können dabei vorzugsweise jeweils einer Anode und/oder einer Kathode des Energiespeichers 10 zugeordnet sein. Jedes galvanische Element 30 steht dabei in (elektrischer) Verbindung mit der Stromsammlereinheit 20. Zumindest eine der Stromsammlereinheiten 20 des Energiespeichers 10 weist dabei Kontaktpositionen 22 auf, wobei eine erste Kontaktposition 22a und eine zweite Kontaktposition 22b dargestellt sind. Die
Kontaktpositionen 22 sind z. B. nur an einer gemeinsamen Stromsammlereinheit 20 vorgesehen und sind beispielsweise als Verbindungsstellen zu einem erfindungsgemäßen Messsystem 200 ausgebildet. Ausgleichsströme zwischen den galvanischen Elementen 30 fließen dabei durch die Stromsammlereinheit 20 und lassen sich daher zwischen der ersten Kontaktposition 22a und der zweiten
Kontaktperson 22b messen.
In den Figuren 3 und 4 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Messsystem 200 gezeigt, welches mit einem erfindungsgemäßen Energiespeicher 10 verbunden werden kann. Dabei sind lediglich die Kontaktpositionen 22, das heißt eine erste
Kontaktposition 22a und eine zweite Kontaktposition 22b des Energiespeichers 10 dargestellt. Da diese Kontaktpositionen 22 an einer Stromsammlereinheit 20 des Energiespeichers 10 vorgesehen sind, bildet sich zwischen den
Kontaktpositionen 22 ein elektrischer Widerstand aus (Messabschnitt 21), welcher beispielsweise als Shuntwiderstand für eine Spannungsmessung durch eine Messvorrichtung 210 des Messsystems 200 genutzt werden kann. Hierzu wird die Messvorrichtung 210 durch zwei Verbindungselemente 230, das heißt durch ein drittes Verbindungselement 230c und ein viertes Verbindungselement 230d mit der Stromsammlereinheit 20 elektrisch verbunden. Die Verbindung der Verbindungselemente 230 mit den Kontaktpositionen 22 erfolgt beispielsweise jeweils durch Verbindungskontaktpositionen an den entsprechenden
Kontaktpositionen 22. Hierzu werden die Verbindungselemente 230 z. B. direkt an der Stromsammlereinheit 20 aufgeschweißt. Gleiches gilt insbesondere auch für ein erstes Verbindungselement 230a und ein zweites Verbindungselement 230b, durch welche eine Kalibrierungsvorrichtung 220 (mit einer Stromquelle 221) mit der Stromsammlereinheit 20 verbunden werden kann. Somit kann durch die Verbindungselemente 230 der Kalibrierungsvorrichtung 220 ein
Kalibrierungsstrom Ical fließen. Die Verbindung des ersten Verbindungselementes 230a und des zweiten Verbindungselementes 230b erfolgt dabei ebenfalls an den Kontaktpositionen 22, insbesondere benachbart zu den
Verbindungskontaktpositionen des dritten Verbindungselements 230c und des vierten Verbindungselements 230d. Alternativ ist es denkbar, wie in Figur 4 zu sehen ist, dass die Verbindungselemente 230 der Messvorrichtung 210 nicht getrennt zu den Verbindungselementen 230 der Kalibrierungsvorrichtung 220 an die Stromsammlereinheit 20 (bzw. den Kontaktpositionen 22) verbunden werden, sondern bereits zuvor mit den Verbindungselementen 230 der
Kalibrierungsvorrichtung 220 verbunden werden.
In Figur 5 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren 400 gezeigt. Dabei wird gemäß eines ersten Verfahrensschrittes 400.1 eine erste
Spannungsmessung an dem Messabschnitt 21 durchgeführt. Hierzu wird ein erster elektrischer Kalibrierungsstrom Icall eingesetzt. Anschließend erfolgt gemäß dem Verfahrensschritt 400.2 eine zweite Spannungsmessung an dem Messabschnitt 21, wobei ein zweiter elektrischer Kalibrierungsstrom Ical2 genutzt wird. Gemäß einem dritten Verfahrensschritt 400.3 wird eine dritte
Spannungsmessung an den Messabschnitt 21 durchgeführt, während ein dritter elektrischer Kalibrierungsstrom Ical3 eingeprägt wird.

Claims

Ansprüche
1. Messsystem (200) zur Ausgleichsstrommessung an wenigstens einer
elektrisch leitfähigen Stromsammlereinheit (20) eines elektrischen
Energiespeichers (10), aufweisend
eine Messvorrichtung (210) zur elektrischen Spannungsmessung an einem Messabschnitt (21) der Stromsammlereinheit (20), und
eine Kalibrierungsvorrichtung (220) zur Einprägung zumindest eines elektrischen Kalibrierungsstroms (Ical) in diesem Messabschnitt (21), wobei wenigstens eine Kalibrierungsmessung derart durch die Messvorrichtung (210) und die Kalibrierungsvorrichtung (220) durchführbar ist, dass zumindest eine Störgröße der Ausgleichsstrommessung reduzierbar ist.
2. Messsystem (200) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kalibrierungsvorrichtung (220) eine Stromquelle (221),
insbesondere eine Konstantstromquelle (221), zur Einprägung und/oder Einspeisung des elektrischen Kalibrierungsstroms (Ical) in den
Messabschnitt (21) aufweist, wobei insbesondere die Messvorrichtung (210) in der Kalibrierungsvorrichtung (220) integriert ist.
3. Messsystem (200) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kalibrierungsvorrichtung (220) und/oder die Messvorrichtung (210) jeweils zwei Verbindungselemente (230) zur elektrisch leitfähigen
Verbindung mit der Stromsammlereinheit (20) aufweisen. Elektrischer Energiespeicher (10), aufweisend
- zumindest eine elektrisch leitfähige Stromsammlereinheit (20),
- zumindest zwei parallel geschaltete galvanische Elemente (30), wobei die Stromsammlereinheit (20) die zumindest zwei parallel geschalteten galvanischen Elemente (30) des Energiespeichers (10) elektrisch miteinander verbindet,
- eine Messvorrichtung (210) zur elektrischen Spannungsmessung an einem Messabschnitt (21) der Stromsammlereinheit (20), und
- eine Kalibrierungsvorrichtung (220) zur Einprägung zumindest eines elektrischen Kalibrierungsstroms (Ical) in diesem Messabschnitt (21), wobei
wenigstens eine Kalibrierungsmessung derart durch die Messvorrichtung (210) und die Kalibrierungsvorrichtung (220) durchführbar ist, dass zumindest eine Störgröße der Ausgleichsstrommessung reduzierbar ist.
Elektrischer Energiespeicher (10) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stromsammlereinheit (20) zur elektrischen Verbindung mit der Kalibrierungsvorrichtung (220) und/oder der Messvorrichtung (210) zumindest eine erste Kontaktposition (22a) und zumindest eine zweite Kontaktposition (22b) aufweist, wobei insbesondere die erste
Kontaktposition (22a) beabstandet von der zweiten Kontaktposition (22b) ausgebildet ist und so den Messabschnitt (21) bestimmt.
Elektrischer Energiespeicher (10) nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Messsystem (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Ausgleichsstrommessung an der Stromsammlereinheit (20) vorgesehen ist und/oder im Energiespeicher (10) integriert ist. Verfahren (400) zur Ausgleichsstrommessung an wenigstens einer elektrisch leitfähigen Stromsammlereinheit (20) eines elektrischen
Energiespeichers (10), mit einer Messvorrichtung (210) zur elektrischen Spannungsmessung an einem Messabschnitt (21) der
Stromsammlereinheit (20),
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Kalibrierungsmessung zumindest ein elektrischer
Kalibrierungsstrom (Ical) in diesem Messabschnitt (21) durch eine
Kalibrierungsvorrichtung (220) eingeprägt wird, und gleichzeitig zumindest eine Spannungsmessung an dem Messabschnitt (21) durch die
Messvorrichtung (210) erfolgt, um zumindest eine Störgröße der
Ausgleichsstrommessung zu reduzieren.
Verfahren (400) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Kalibrierungsmessung die zumindest eine Störgröße wenigstens annähernd bestimmt wird, insbesondere dadurch, dass die Spannungsmessung mit dem Kalibrierungsstrom (Ical), insbesondere mit einer vorbestimmten Stromstärke des Kalibrierungsstroms (Ical), verglichen wird.
Verfahren (400) nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Kalibrierungsmessung zumindest die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
a) Durchführen einer ersten Spannungsmessung an dem Messabschnitt (21), während ein erster elektrischer Kalibrierungsstrom (Icall) mit einer vorbestimmten ersten Stromstärke eingeprägt wird, und
b) Durchführen einer zweiten Spannungsmessung an dem Messabschnitt (21), während ein zweiter elektrischer Kalibrierungsstrom (Ical2) mit einer vorbestimmten zweiten Stromstärke eingeprägt wird, wobei sich die zweite Stromstärke von der ersten Stromstärke unterscheidet, c) und vorzugsweise Durchführen einer dritten Spannungsmessung an dem Messabschnitt (21), während ein dritter elektrischer
Kalibrierungsstrom (Ical3) mit einer vorbestimmten dritten Stromstärke eingeprägt wird, wobei sich die dritte Stromstärke von der ersten und der zweiten Stromstärke unterscheidet.
10. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messvorrichtung (210) insbesondere nach der
Kalibrierungsmessung die Ausgleichsstrommessung an dem Messabschnitt (21) der Stromsammlereinheit (20) durchführt, insbesondere derart, dass der Messabschnitt (21) einen Shuntwiderstand für die Spannungsmessung bildet.
11. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Messsystem (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und/oder ein elektrischer Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6 betrieben wird.
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