WO2024074303A1 - Method for analyzing the state of a rechargeable battery pack, analysis device, system, and computer program - Google Patents

Method for analyzing the state of a rechargeable battery pack, analysis device, system, and computer program Download PDF

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WO2024074303A1
WO2024074303A1 PCT/EP2023/075883 EP2023075883W WO2024074303A1 WO 2024074303 A1 WO2024074303 A1 WO 2024074303A1 EP 2023075883 W EP2023075883 W EP 2023075883W WO 2024074303 A1 WO2024074303 A1 WO 2024074303A1
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WO
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battery pack
resistance
battery
temperature
control unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/075883
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas GONSER
Andrej Junginger
Khalil BEN CHIKHA
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/374Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with means for correcting the measurement for temperature or ageing

Definitions

  • a battery pack or at least one of the battery cells in the battery pack, ages over time due to storage and/or use.
  • a loss of capacity in the battery pack means that a fully charged battery pack no longer has the original running time or capacity available and can no longer provide it.
  • a continuous load profile namely all charging and discharging processes of the battery pack, can be recorded in order to monitor the health of the battery pack and, preferably, to be able to analyze it at any time.
  • the recording of a continuous load profile has so far only been possible with a sufficiently large memory in the battery pack, which has not yet been implemented.
  • Such a method can be used to efficiently determine a state of health, namely a SoH value of a battery pack.
  • the SoH value can be determined for battery packs, preferably removable battery packs, without continuously recording a load profile.
  • the state of health can be determined using the present method, based on a mathematical method, in a simple, quick and/or convenient manner.
  • the state of health can be determined within a short time, namely in no more than 2 minutes, advantageously in no more than 30 seconds, preferably in no more than 10 seconds.
  • a calculation of the state of health of the battery pack can be made more precise and carried out more accurately.
  • a computer program for carrying out the present method can be loaded onto existing hardware using a software update, so that additional devices and/or apparatus for carrying out the method can be dispensed with. This can increase efficiency in terms of cost and/or product and/or work efficiency.
  • the present method is intended to prevent aging of the battery pack, in particular of at least one battery cell of the battery pack. determine and/or analyze.
  • aging of the battery pack is indicated by at least an increase in cell resistance of at least the battery cell and/or an irreversible loss of capacity of the battery pack.
  • the generally known SoH value (“State of Health" value) indicates the remaining running time or usable capacity in relation to the original running time/capacity in percent.
  • the SoH value indicates the current health state of the battery pack. If, for example, a battery pack arranged in an electric saw can only saw 3 m of wood instead of the original 4 m, the SoH value of that battery pack is still 75% and the capacity of the battery pack has dropped by 25% over time.
  • the battery pack may possibly be designed as a permanently installed battery pack.
  • the battery pack is particularly preferably designed as a removable battery pack and can advantageously be reversibly inserted into a consumer and/or reversibly connected to the consumer.
  • the consumer is preferably designed as an electrically operated consumer which can be supplied with electrical energy by means of at least the battery pack.
  • the consumer is designed as an electrical device.
  • the consumer can be designed as a hand-held power tool, for example.
  • a “hand-held power tool” is understood here to mean a machine tool for machining workpieces which can be transported and/or held by an operator without a transport machine.
  • the hand-held power tool can be designed as a garden hand tool, for example as a lawn trimmer, namely as a brush cutter and/or brush cutter, as a hedge trimmer, as a leaf blower and/or as a chainsaw, etc.
  • the consumer can also be an electrical household appliance, for example an electrical cleaning device, in particular a vacuum robot, and/or a lamp and/or a remote control.
  • the consumer can be a vehicle that can be operated at least partially electrically, for example an electric bicycle, in particular an e-bike, and/or an electric scooter and/or an electric car.
  • the consumer is preferably a consumer with constant power consumption and/or continuous power use.
  • the present invention further relates to a system with at least one consumer, in particular the consumer mentioned above, and with a battery pack that can be connected to the consumer, in particular a removable battery pack that can be detachably connected, in particular the battery pack already mentioned.
  • the system preferably has a control environment for determining the SoH value using the method mentioned.
  • a "control environment" is to be understood as an electronic unit, in particular a control unit, which is intended to control and/or regulate at least one function of the battery pack, the consumer and/or a charger for the battery pack.
  • the control environment advantageously comprises at least one computing unit, in particular a processor, and preferably in addition to the computing unit at least one storage unit with a control and/or regulating program stored therein, which is intended to be executed by the computing unit.
  • the storage unit can be designed as a digital storage medium, for example as a hard disk or the like.
  • the battery pack can have a battery pack control unit, which can be at least partially part of the control environment or form this.
  • the consumer has a consumer control unit, which is at least partially part of the control environment or forms this.
  • the control environment controls and/or regulates the method for determining the SoH value.
  • the battery pack control unit and/or at least the consumer control unit can at least partially control and/or regulate the method with the respective method steps in order to carry out and/or execute the method for determining the SoH value.
  • the battery pack control unit and at least the consumer control unit can communicate with each other, in particular wirelessly.
  • the system has a charger for at least the battery pack, in particular the removable battery pack.
  • the charger can have a charger control unit.
  • the charger control unit can be part of the control environment.
  • the charger control unit and/or the battery pack control unit and/or at least the consumer control unit can communicate with each other, advantageously wirelessly, for example by means of a LAN, WLAN, WPAN, infrared, NFC, ZigBee, BLE and/or Bluetooth connection and/or via the Internet.
  • the control environment particularly preferably has a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the battery management system is an electronic control circuit which can monitor charging and/or discharging of battery packs, for example removable battery packs, and/or ensure optimal use of battery cells in the battery pack.
  • the battery pack control unit and/or at least the consumer control unit can at least partially have or form the battery management system. It would also be conceivable for the charger control unit to at least partially have or form the battery management system.
  • the battery management system is fully integrated in the battery pack or the charger.
  • the battery management system can be provided to monitor at least one state of the battery pack and/or to carry out measurements, such as at least one current and/or voltage measurement, in particular to determine at least one resistance, during a charging and/or discharging process of the battery pack, in order to calculate at least the SoH value preferably with the parameters obtained and/or recorded by the measurement, such as resistance parameters and/or temperature parameters.
  • the control environment can start and/or end the method for analyzing the state of the battery pack.
  • the battery pack control unit communicates with at least the charger control unit to analyze the state of the battery pack when carrying out the method for analyzing the state.
  • the battery pack control unit is provided to start and/or regulate and/or coordinate and/or end the method, in particular the individual method steps of the method.
  • the consumer control unit and/or the charger control unit it would also be conceivable for the consumer control unit and/or the charger control unit to be provided to start and/or regulate and/or coordinate and/or end the method, in particular the individual method steps of the method.
  • the detection step at least the resistance parameter on the battery cell of the battery pack is detected.
  • the resistance parameter can be, for example, a voltage or a current or any other conceivable value from which and/or with which the resistance can be determined.
  • at least two resistance parameters of the battery cell are detected.
  • the at least two resistance parameters can be two different resistance parameters, for example a first resistance parameter can be a current and a second resistance parameter can be a voltage.
  • the at least two resistance parameters in particular at least two identical or two different resistance parameters, can be detected on the battery cell at different times within the detection step.
  • At least the first resistance parameter in particular a first voltage
  • at least the second resistance parameter in particular a second voltage
  • at least the second resistance parameter can be detected at a second time different from the first time, for example during the charging process of the battery pack, in the detection step.
  • a further first resistance parameter for example a first current
  • a further second resistance parameter for example a second current value
  • At least the resistance can be determined from the first resistance parameter and at least the second resistance parameter in the determination step.
  • the determination step advantageously takes place after the detection step with regard to a temporal progression of the method.
  • the resistance can be determined at least for the battery cell, taking into account at least the resistance parameter.
  • the resistance is an internal resistance of the battery cell. It would also be conceivable that several resistances of the battery cell can be determined at different times, for example during the charging process of the battery pack, within the determination step. In the determination step, for example, at least two resistances, advantageously at least four or six resistances of the battery cell could be determined.
  • a large number of resistance parameters can be recorded at the respective different points in time in the recording step in order to be able to determine the large number of resistances in the determination step. This will be discussed in more detail later in this document.
  • the further recording step for recording at least the temperature characteristic of at least the battery cell can take place after the determination step.
  • a "temperature characteristic” is a characteristic associated with at least one temperature, whereby the temperature characteristic can be any conceivable value with which and/or from which the temperature can be determined.
  • the temperature characteristic can be the temperature itself, advantageously a temperature of the battery cell measured at the intended installation location of a temperature sensor and/or a temperature measuring device, a time-dependent temperature profile and/or a temperature difference.
  • the temperature characteristic could be an electrical voltage and/or an electrical current and/or an electrical resistance value which is correlated with a temperature, a time-dependent temperature profile and/or a temperature difference.
  • the temperature characteristic could be determined, for example, using a thermistor (NTC) and/or a PTC thermistor (PTC).
  • NTC thermistor
  • PTC PTC thermistor
  • several temperature parameters namely at least two or four temperature parameters of the battery cell, could also be detected.
  • the several temperature parameters can preferably be detected at different times within the further detection step.
  • at least one temperature parameter of the plurality of temperature parameters could be detected per repetition of the further detection step.
  • the further determination step for determining at least the temperature can be carried out based on the temperature parameter.
  • the temperature can be a temperature at a specific time, an average temperature, a limit temperature, such as a maximum temperature, or the like.
  • the battery pack in particular the battery pack control unit, is designed to detect the at least one resistance parameter and/or to detect the at least one temperature parameter.
  • the charger can be designed to detect the at least one resistance parameter and/or to detect the at least one temperature parameter.
  • the consumer is designed and/or provided to detect the at least one resistance parameter and/or to detect the at least one temperature parameter in a state electrically connected to the battery pack.
  • the further recording step for recording at least the temperature parameter and/or the further determination step for determining at least the temperature can take place and/or be carried out before the recording step for recording at least the resistance parameter and/or the determination step for determining at least the resistance.
  • terms such as "further”, which precede certain terms are used only to differentiate between objects and/or process steps and do not imply any existing total number and/or ranking of the objects and/or process steps.
  • the recording step and/or at least the determination step can be carried out at the same time, namely at the same time parallel to the further recording step and/or further determination step.
  • the calculation step is particularly preferably carried out only after the recording step, the determination step, the further recording step and at least the further determination step have been carried out.
  • an analysis device for carrying out the calculation step. All necessary formulas and/or variables and/or further information that are required to calculate the SoH value taking into account the at least one resistance and at least one temperature can be stored in the analysis device, at least partially and advantageously.
  • the analysis device is particularly preferably part of the system.
  • the analysis device can be at least partially part of the control environment.
  • the analysis device could also be part of the battery management system. It would be conceivable for the analysis device to be at least partially or completely integrated in the battery pack, in particular the battery pack control unit and/or the charger, in particular the charger control unit.
  • the analysis environment is at least partially and advantageously completely integrated in the consumer, in particular the consumer control unit.
  • the analysis device may be at least partially or completely integrated in an external device and/or an external server, such as in a cell phone, a smartphone, a tablet, a laptop and/or the like.
  • the battery pack in particular the battery pack control unit, and/or the consumer, in particular the consumer control unit, and/or the charger, in particular the charger control unit, and/or the external device can communicate with each other in order to provide data, in particular at least the determined resistance and/or at least the determined temperature, for calculating the SoH value in the calculation step of the analysis device.
  • the recorded resistance parameter, the recorded temperature parameter, the determined resistance and/or at least the determined temperature are stored and/or saved in a database environment.
  • the database environment can be part of the control environment and at least partially integrated, for example, in the battery pack and/or in the consumer and/or in the charger and/or possibly also in the external device.
  • the database environment is at least largely or completely integrated in the battery pack, in particular in the battery pack control unit. It would also be conceivable that the database environment is at least partially integrated in a private and/or public server, for example a private and/or public server on the Internet.
  • the database environment can also at least partially comprise a private and/or public cloud or be designed in this way.
  • the database environment is preferably designed as a dedicated computer system or as at least part of a dedicated computer system.
  • the voltage “U” can, for example, be recorded during the recording step when at least the resistance parameter is recorded.
  • the SoH value is particularly preferably calculated in the calculation step within a short time, namely within a maximum of 5 minutes, advantageously within a maximum of 2 minutes, preferably within a maximum of 1 minute and particularly preferably within a maximum of 30 seconds.
  • a voltage change of at least one battery cell of the battery pack is detected at different charging currents or discharging currents. This can further increase efficiency with regard to detecting at least one resistance parameter.
  • At least two resistance parameters can be detected at different times.
  • a first charging current can be detected at a first time ti, advantageously at the start time when the charging process begins, and a second charging current can be detected at a further time ts that is different from the first time ti.
  • a first discharging current could be detected at a first time ti, advantageously at the start time when the discharging process begins, and a second discharging current could be detected at a further time ts that is different from the first time ti.
  • the second resistance parameter at the second time in particular later than the first time, preferably the second charging current and/or the second discharging current, has a value that is greater than zero.
  • the resistance (“DCIR”) is determined in the determination step using the following formula:
  • “U” is a resistance parameter present as a voltage recorded at the respective different points in time, namely at the first point in time ti and at the second point in time tj.
  • “I” is a resistance parameter present as a current recorded at the respective different points in time, namely at the first point in time ti and at the second point in time ts.
  • the detection step, the determination step, the further detection step, the further determination step and/or the calculation step can each take place during and/or immediately after the charging process and/or discharging process of the battery pack. Particularly preferably, at least the detection step, the determination step, the further detection step and/or the further determination step take place during the charging process of the battery pack.
  • At least two resistances of the battery cell are determined at different times. This allows a method for analyzing a state, and also for determining an SoH value of a battery pack, to be further optimized and efficiency to be further increased. By recording several identical and/or different types of resistance parameters per battery cell at different times in the recording step or in several recording steps, several, namely at least two resistances per battery cell can be determined at different times in the determination step.
  • At least the first resistance parameter in particular the first voltage
  • the second resistance parameter in particular the second voltage
  • the second resistance parameter at the second time different from the first time, for example during the charging process of the battery pack
  • the further first resistance parameter and/or at least the further second resistance parameter can be recorded.
  • At least a third resistance parameter in particular a third voltage
  • at least a fourth resistance parameter in particular a fourth voltage
  • at least a fourth resistance parameter at a fourth point in time different from the third point in time, in particular during the charging process of the battery pack.
  • a first resistance can be determined in the determination step from at least the first resistance parameter and at least the second resistance parameter.
  • a second resistance can be determined in the determination step or in a repetition of the determination step from at least the third resistance parameter and at least the fourth resistance parameter.
  • at least two resistances advantageously at least four resistances and preferably at least five resistances, could be determined.
  • DCIR is the resistance per battery cell determined, in particular in one of the determination steps
  • “U” is a voltage per battery cell at a first point in time ti, in particular a start time of the charging process or discharging process
  • “b” is a specific coefficient.
  • “X” is an integer dependent on “n” and “m”.
  • the SOH value can be calculated using an exponential function, but a calculation using polynomial functions or the like would also be conceivable.
  • the battery pack can have at least two battery cells, in particular at least three battery cells, preferably at least five battery cells and particularly preferably at least ten battery cells.
  • the detection step, the determination step, the further detection step and/or at least the further determination step can be carried out for all battery cells in the battery pack, preferably simultaneously, in particular at the same time.
  • the calculation step for calculating the SoH value could then take into account all battery cells in the battery pack, in particular the values determined for each battery cell when calculating the SoH value.
  • the determination of the resistance and/or the determination of the temperature is carried out for all battery cells of the battery pack and the calculation step is limited to a smaller number of battery cells, a particularly efficient method can be provided and an SoH value of a battery pack can be calculated quickly and/or in a resource-saving manner. This in turn can increase overall efficiency and improve comfort for an operator.
  • the detection step, the determination step, the further detection step and/or at least the further determination step can be carried out for all three battery cells of the battery pack and the subsequent calculation step can, however, only be limited to one battery cell of the three battery cells, for example, and in particular only take into account at least the determined resistance and/or at least the determined temperature of one battery cell when calculating the SoH value.
  • the determination of the resistance and/or the determination of the temperature is already limited to a smaller number of battery cells than the battery pack has battery cells.
  • the determination of the resistance and/or the determination of the temperature, in particular the detection step, the determination step, the further detection step and/or at least the further determination step can only be carried out for at least one battery cell of the three battery cells of the battery pack.
  • the detection step at least one resistance parameter is detected for each battery cell of the battery pack.
  • This allows a method for analyzing a condition, namely a state of health of a battery pack, to be further optimized and made more precise.
  • the detection step and/or at least the further detection step for detecting at least the temperature parameter is carried out.
  • the resistance of a battery cell of the battery pack which has the lowest voltage and/or the highest internal resistance, in particular the highest resistance parameter is determined. If in the detection step at least one resistance parameter, preferably at least one voltage, is detected for each battery cell of the battery pack, in the subsequent determination step only the resistance can be determined based on at least the detected resistance parameter of that battery cell of the battery pack which has the lowest voltage, preferably the lowest resistance parameter, and/or the highest internal resistance, in particular the highest resistance parameter.
  • the SoH value can be calculated in the calculation step. This simplifies the SOH formula already mentioned to
  • At least one coefficient of a formula used to calculate the SoH value in the calculation step is determined using a machine learning method. This makes it possible to provide a particularly efficient and/or convenient method for analyzing a state, namely a state of health of a battery cell.
  • the machine learning method is applied in the calculation step, namely the calculation of the SoH value.
  • the machine learning method can be, for example, a linear regression, a classic machine learning algorithm such as “support vector machines”, a statistical method such as “bagging” or “random forest” based on so-called “decision trees”, a Gaussian process, a symbolic regression.
  • the machine learning method could be based on an artificial neural network such as “freed-forward NNS” and/or “long-short-term memory networks” (LSTMs), and at least partially contribute to the calculation of the SoH value in the calculation step.
  • the aforementioned coefficients “b” must be determined for the battery pack type in question. To do this, as many batteries with a known SOH as possible are measured, and the respective parameters, such as the resistance parameter and/or the temperature parameter, are determined.
  • the coefficients “b” are determined from a large number of already known SOH values and parameters of battery packs.
  • the determined coefficients “b” are preferably stored and/or saved in a database, for example an app, a cloud, a storage unit or the like, and can preferably be used in the calculation step to calculate the SOH value. If the coefficients “b” are known and the parameters have been determined, the calculation of the SOH using the methods already mentioned is very efficient, convenient and fast. Particularly preferably, any smartphone or the like can calculate the SOH value.
  • the machine learning method is self-learning, efficiency can be increased even further and the determination of at least one coefficient of a formula for calculating the SoH value can be carried out even faster and/or more user-friendly.
  • the machine learning method can already be trained ex works, on a large number of battery packs with known SOH values. Furthermore, the machine learning method can be self-learning over the entire service life of the battery pack in question, for example at least in the calculation step. In particular, the machine learning method can be further trained in the field in order to optimize the coefficients "b".
  • the parameters such as the resistance values and/or the temperature parameters, which are obtained in the described method, are stored, for example, in a cloud or another database environment and used there to optimize for "b".
  • the machine learning algorithm is a deep learning algorithm.
  • a self-learning process could take place according to the symbolic approach, in which knowledge, both examples and induced rules, are explicitly represented. It could be supervised or unsupervised learning.
  • the algorithm can learn a function from given pairs of inputs and outputs.
  • the goal of supervised learning is that the algorithm is trained to make associations after several calculations with different inputs and outputs.
  • the machine learning method could further optimize and improve itself using feedback from the operator.
  • the self-learning process could also take place according to the non-symbolic approach.
  • the neural network can be "trained” to behave in a predictable manner, but this does not allow any insight into the learned solution paths, whereby the knowledge is implicitly represented.
  • the machine learning method can be self-learning according to the so-called ADAM method or batch gradient method.
  • the invention relates to a computer program comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out the described method for analyzing a state of a battery pack, in particular of the battery pack mentioned.
  • the described method is designed as a computer-implemented method.
  • the method for analyzing a state of a battery pack, the analysis device, the system and/or the computer program should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the method for analyzing a state of a battery pack, the analysis device, the system and/or the computer program can have a number of individual elements, components, units and method steps that differs from the number mentioned here in order to fulfill a function described herein.
  • the In addition to the range of values specified in the document, values within the limits specified are also deemed to be disclosed and can be used as desired.
  • Fig. 1 a system comprising a battery pack designed as a removable battery pack, a charger and a consumer,
  • Fig. 2 is a schematic flow diagram of a method for analyzing a state of the battery pack, namely for determining a remaining running time of the battery pack,
  • Fig. 3 is a schematic flow diagram of a method for determining a SoH value of the battery pack
  • Fig. 4 shows a system in an alternative embodiment, wherein the system has a removable battery pack, a charger, a consumer and a database environment comprises a cloud.
  • FIG. 1 shows a system 10 with a charger 14 for a battery pack 16.
  • the system 10 has the battery pack 16, which is designed as a removable battery pack 26.
  • the removable battery pack 26 is detachable, namely reversibly can be used in at least one consumer 18 and/or reversibly connected to the consumer 18.
  • the consumer 18 is part of the system 10.
  • the consumer 18 is an electrical device, for example a hand-held power tool, an electrical household appliance such as a vacuum robot or a lamp, or an electrically operated vehicle such as an electric bicycle or an electric scooter.
  • the consumer 18 is a consumer with constant power consumption and/or continuous power use.
  • the consumer 18 can be at least partially supplied with electrical energy by means of the battery pack 16 and/or can be operated in at least one operating state by means of electrical energy from the battery pack 16.
  • the system 10 has a control environment 50.
  • the battery pack 16 has a battery pack control unit 36.
  • the battery pack control unit 36 is part of the control environment 50.
  • the charger 14 has a charger control unit 52.
  • the charger control unit 52 is part of the control environment 50.
  • the consumer 18 has a consumer control unit 56.
  • the consumer control unit 56 is part of the control environment 50.
  • the battery pack control unit 36, the charger control unit 52 and/or the consumer control unit 56 are provided to communicate with one another, in this case wirelessly.
  • the control environment 50 is provided here to carry out a method for analyzing a state of the battery pack 16, specifically the removable battery pack 26.
  • the control environment 50 is provided here to carry out a method for determining a remaining running time of the battery pack 16.
  • the remaining running time is, for example, a time, a distance, specifically a range, a number of work processes or the like.
  • the control environment 50 has a battery management system 60.
  • the battery management system 60 is provided to monitor at least one state of the battery pack 16 and/or to carry out measurements, such as at least one current and/or voltage measurement, in particular to determine at least one resistance, during a charging and/or discharging process of the battery pack 16, in order to preferably to determine and/or calculate a remaining capacity and/or a capacity of the battery pack 16a, an SoC value, an SoH value and/or the remaining running time from the parameters obtained and/or recorded by the measurement, such as resistance parameters and/or temperature parameters.
  • the battery management system 60 is at least partially integrated in the consumer control unit 56 and at least partially in the battery pack control unit 36. It would also be conceivable for the battery management system 60 to be fully integrated in the consumer control unit 56.
  • the control environment 50 can start and/or end the method for analyzing the state of the battery pack 16.
  • a computer program 70 comprises instructions which, when the computer program 70 is executed by a computer in the control environment 50, cause the computer to carry out the method for analyzing the state of the battery pack 16.
  • the computer program 70 is at least partially integrated in the consumer control unit 56, the battery pack control unit 36 and/or the charger control unit 52.
  • the consumer control unit 56 communicates with at least the battery pack control unit 36 to analyze the state of the battery pack 16 when carrying out the method for analyzing the state.
  • the consumer control unit 56 is provided to start and/or regulate and/or coordinate and/or end the method, namely at least individual method steps of the method.
  • the battery pack control unit 36 and/or the charger control unit 52 could be provided to start and/or regulate and/or coordinate and/or end the method, namely at least individual method steps of the method.
  • the consumer control unit 56 is provided to regulate and/or initiate and/or control measurements and/or recordings of parameters on the battery pack 16.
  • the consumer 18 has measuring units and/or sensors which are part of the battery management system 60 in order to carry out measurements and/or detections of parameters, for example resistance parameters and/or temperature parameters, on the battery pack 16, specifically in an electrically connected state of the battery pack 16 with the consumer 18.
  • the method for analyzing the state of the battery pack can comprise several method steps and/or method sub-steps.
  • the method has an SoC determination step 200 in which an SoC value of the battery pack 16 is determined (see Figure 2).
  • the consumer control unit 56 communicates with the battery pack control unit 36 in the SoC determination step 200 in order to determine the SoC value.
  • a capacity and/or remaining capacity of the battery pack 16 can be determined in the SoC determination step 200 using the battery management system 60.
  • FIG 2 shows a schematic process flow diagram of a method for determining the SoH value of the battery pack 16.
  • the method for determining the SoH value of the battery pack 16 has a detection step 100 for detecting at least one resistance parameter.
  • the resistance parameter is, for example, a voltage or a current.
  • a voltage change of at least one battery cell of the battery pack 16 is detected at different charging currents or discharging currents.
  • at least two resistance parameters of the battery cell are detected in the detection step 100.
  • the detection step 100 at least a first resistance parameter, namely a first voltage at a first point in time, for example at the start of charging a charging process of the battery pack 16, and a second resistance parameter, namely a second voltage at a second point in time different from the first point in time, for example during the charging process of the battery pack 16, are detected.
  • the battery pack 16 has several battery cells.
  • at least one resistance parameter is detected for each battery cell of the battery pack 16.
  • a determination step 102 follows for determining at least one resistance based on the resistance parameter.
  • the resistance is an internal resistance of the battery cell.
  • the determination step 102 several resistances of the battery cell could be determined. In this exemplary embodiment, at least two resistances of the battery cell are determined at different times in the determination step 102. If several resistances are determined at different times, a large number of resistance parameters can be recorded at the respective different times in the detection step 100 in order to be able to determine the large number of resistances in the determination step 102.
  • the resistance of a battery cell of the battery pack 16 that has the lowest voltage is determined in the determination step 102.
  • the determination and/or selection of the weakest battery cell of the battery pack 16 can be carried out on the basis of the resistance parameters, for example the voltage, recorded in the recording step 100.
  • the battery pack control unit 36 and/or the consumer control unit 56 and/or the charger control unit 52 are provided to determine and/or define and/or ascertain the weakest battery cell of the battery pack 16.
  • a further detection step 104 is carried out to detect at least one temperature parameter.
  • the temperature parameter is a parameter associated with at least one temperature, whereby the temperature parameter can be any conceivable parameter with which and/or from which the temperature can be determined.
  • the temperature parameter is the temperature itself, a time-dependent temperature profile and/or a temperature difference.
  • at least one temperature is determined based on the temperature parameter.
  • at least one temperature parameter is detected and a temperature is determined for each battery cell of the battery pack 16.
  • the battery pack 16 is designed to detect the at least one resistance parameter and to detect the at least one temperature parameter.
  • the battery management system 60 which is at least partially integrated in the battery pack control unit 36, is designed to detect the at least one resistance parameter and to detect the at least one temperature parameter.
  • the battery pack control unit 36 could independently carry out and/or start the steps for detecting the at least one resistance parameter and for detecting the at least one temperature parameter.
  • the consumer control unit 56 is provided to start and/or regulate the detection step 100, the determination step 102, the further detection step 104 and/or the further determination step 106.
  • a calculation step 108 takes place in which an SoH value of the battery pack 16 is calculated taking into account the at least one resistance and at least one temperature.
  • the resistance is determined in this case for all battery cells of the battery pack 16, although the calculation step 108 is limited to a smaller number of battery cells.
  • the calculation step 108 could also take place for all battery cells of the battery pack 16 for which at least one resistance was determined.
  • the calculation step 108 can be carried out by the battery pack control unit 36, the charger control unit 52 and/or the consumer control unit 56.
  • the system 10 has an analysis device 12 for carrying out at least the calculation step 108.
  • the analysis device 12 is at least partially, and also completely, integrated in the consumer 18, namely the consumer control unit 56.
  • the analysis device 12 it would also be possible for the analysis device 12 to be at least partially or completely integrated in the charger, and/or an external device and/or an external server, such as in a smartphone, a tablet, a laptop and/or the like.
  • at least one coefficient of a formula used to calculate the SoH value in the calculation step 108 is determined using a machine learning method. To increase the efficiency of at least the calculation step 108, the machine learning method is self-learning.
  • the SoH value can be stored and/or saved in a database environment 28.
  • the database environment 28 is at least largely or completely integrated in the battery pack 16 and also in the battery pack control unit 36.
  • the database environment 28 could also be at least partially integrated in the consumer 18, namely the consumer control unit 56 and/or the charger 14, namely the charger control unit 52.
  • the consumer 18 communicates with at least the database environment 28 to determine the SoH value.
  • the SoH value can be provided by the battery pack 16.
  • the consumer 18, namely the consumer control unit 56 retrieves the SoH value from the database environment 28 in the SoH determination step 202.
  • at least the resistance parameter, the resistance, the temperature parameter and/or the temperature can be stored and/or saved in the database environment 28, which could be recorded and/or averaged, for example, by the detection step 100, the determination step 102, the further detection step 104 and/or the further determination step 106.
  • the load 18 If the load 18 is electrically connected to the battery pack 16 or communicates wirelessly with the battery pack 16, the load 18, namely the load control unit 56, can determine the SoH value in the SoH determination step 202 based on data provided by the battery pack 16, namely the data stored in the database environment 28.
  • the SoH value can be determined based on at least one determined resistance parameter of at least one battery cell of the battery pack 16.
  • the SoH value could also be determined based on at least one change in a measured voltage of at least of a battery cell of the battery pack 16 over time with the same current flow.
  • An estimate would simplify the SoH determination step 202, but the determined SoH value may be somewhat less accurate than after the calculation already described. Consequently, several procedures for determining the SoH value in the SoH determination step 202 are possible.
  • a remaining running time calculation step 204 is then carried out in which a remaining running time of the battery pack 16 is calculated taking into account the SoC value and the SoH value. Furthermore, in the remaining running time calculation step 204, a current measurement is carried out to record a current characteristic of the battery pack 16 and the current characteristic is taken into account when calculating the remaining running time. Alternatively, in the remaining running time calculation step 204, a voltage measurement is carried out to record a voltage characteristic of the battery pack 16 and the voltage characteristic is taken into account when calculating the remaining running time.
  • the remaining running time calculation step 204 can be carried out by the battery pack control unit 36, the charger control unit 52 and/or the consumer control unit 56. In the present case, the remaining running time calculation step 204 is carried out by means of the analysis device 12. In the present case, the battery pack control unit 36 communicates with the analysis device 12. In the present case, the battery pack control unit 36 communicates with the consumer control unit 56 in the remaining running time calculation step 204.
  • the system 10 has a remaining running time output 38 for outputting a remaining running time. Furthermore, the method according to Figure 2 has an output step 206 for outputting the remaining running time. The output step 206 takes place after the remaining running time calculation step 204.
  • the battery pack control unit 36 and/or the consumer control unit 56 can initiate the output of the remaining running time.
  • the battery pack 16 has an output unit 30 which is provided for outputting the remaining running time in the output step 206.
  • the output unit 30 is part of the remaining running time output 38.
  • the consumer 18 could also have an output unit for outputting the Remaining running time, which is part of the remaining running time output 38.
  • the remaining running time can be output to the user acoustically and/or visually.
  • Figure 4 shows a further embodiment of the invention.
  • the following descriptions are essentially limited to the differences between the embodiments, whereby reference can be made to the description of the embodiment in Figures 1 to 3 with regard to identical components, features and functions.
  • the letter a is inserted into the reference numerals of the embodiment in Figure 4.
  • FIG 4 shows a system 10a in an alternative embodiment.
  • the system 10a has a battery pack 16a, which is also designed as a removable battery pack 26a, a charger 14a for the battery pack 16a and a consumer 18a.
  • the system 10a also has a control environment 50a.
  • the battery pack 16a has a battery pack control unit 36a.
  • the battery pack control unit 36a is part of the control environment 50a.
  • the charger 14a has a charger control unit 52a.
  • the charger control unit 52a is part of the control environment 50a.
  • the consumer 18a also has a consumer control unit 56a.
  • the consumer control unit 56a is part of the control environment 50a.
  • the battery pack control unit 36a, the charger control unit 52a and/or the consumer control unit 56a are intended to communicate with each other, in this case wirelessly.
  • the control environment 50a has a battery management system 60a.
  • the battery management system 60a is completely integrated in the battery pack 16a.
  • the battery pack 16a is provided to carry out and/or control necessary measurements and/or recordings of parameters of at least one battery cell of the battery pack 16a itself, and independently of a consumer control unit 56a.
  • the battery management system 60a integrated in the battery pack 16a namely the battery pack control unit 36a, manages monitoring and/or analysis of the state of at least one cell, preferably all cells of the battery pack 16a.
  • the charger 14a is additionally designed to detect the at least one resistance parameter and/or to detect the at least one temperature parameter.
  • the charger control unit 52a communicates with the battery pack control unit 36a, either in an electrically connected state, for example during the charging process, or wirelessly.
  • the present embodiment differs from the embodiment according to Figures 1 and 3 in a database environment 28a. While in the embodiment according to Figures 1 and 3 the database environment 28a was fully integrated in the battery pack 16a, the database environment 28a is at least partially integrated into a private and/or public server, for example a private and/or public server on the Internet.
  • the database environment 28a here has a private and/or public cloud 24a.
  • the system 10a in the present case comprises an external device 20a, which in this exemplary embodiment is designed as a cell phone.
  • An analysis device 12a of the system 10a is arranged at least partially in the external device 20a.
  • the external device 20a carries out and/or carries out a calculation step for calculating a SoH value of the battery pack 16a and/or a remaining running time calculation step for calculating the remaining running time based on at least the SoH value and a SoC value of the battery pack 16a due to the integrated analysis device 12a.
  • the external device 20a communicates, in the present case wirelessly, with the battery pack 16a, the consumer 18a, the charger 14a and/or the database environment 28a.
  • the external device 20a is designed to, based on information provided by the battery pack 16a, the consumer 18a, the charger 14a and/or the database environment 28a, Data to carry out the calculation step for calculating the SoH value of the battery pack 16a and/or the remaining running time calculation step for calculating the remaining running time.
  • the external device 20a can transmit data to the battery pack 16a and/or the consumer 18a, for example to display the remaining running time. Alternatively and/or additionally, the external device 20a could also output the remaining running time, for example by displaying it.

Abstract

The invention relates to a method for analyzing the state, in particular the health, of a rechargeable battery pack (16; 16a), in particular an exchangeable rechargeable battery pack (26; 26a), having the steps of: - detecting (100) at least one resistance characteristic; - ascertaining (102) at least one resistance on the basis of the resistance characteristic, - additionally detecting (104) at least one temperature characteristic; - additionally ascertaining (106) at least one temperature on the basis of the temperature characteristic; and - calculating (108) the SoH value of the rechargeable battery pack (16; 16a) while taking into consideration the at least one resistance and the at least one temperature.

Description

Beschreibung Description
Verfahren zur Analyse eines Zustands eines Akkupacks, Analysevorrichtung, System und Computerprogramm Method for analyzing a condition of a battery pack, analysis device, system and computer program
Stand der Technik State of the art
Es ist allgemein bekannt, dass ein Akkupack, und zwar zumindest eine Akkuzelle des Akkupacks durch Lagerung und/oder Nutzung mit der Zeit altert. Ein Kapazitätsverlust des Akkupacks hat zur Folge, dass ein vollständig aufgeladener Akkupack nicht mehr die ursprüngliche Laufzeit bzw. Kapazität zur Verfügung hat und bereitstellen kann. Bei fest in Geräten und/oder Vorrichtungen eingebauten Akkupacks kann ein kontinuierliches Lastprofil, und zwar jegliche Lade- und Entladevorgänge des Akkupacks aufgezeichnet werden, um damit einen Gesundheitszustand des Akkupacks zu überwachen und bevorzugt jederzeit analysieren zu können. Bei als Wechselakkupacks ausgebildeten Akkupacks ist die Aufzeichnung eines kontinuierlichen Lastprofils bislang nur mit einem entsprechend großen Speicher im Akkupack möglich, was jedoch bislang nicht umgesetzt wird. Im Stand der Technik ist bereits bekannt einen Gesundheitszustand, und zwar einen SoH-Wert eines Akkupacks mittels einer Methode der elektrochemischen Impedanzspektroskopie oder mittels des sogenannten „Coloumbcounting“ zu bestimmen. Ein Nachteil bei der „Coloumbcounting“-Methode besteht darin, dass der Akkupack zuvor zumindest einmal vollständig geladen werden muss, was einen erhöhten Zeitaufwand mit sich bringt und dadurch die gesamte Methodik zur Bestimmung des Gesundheitszustands relativ viel Zeit braucht. Ferner basiert ein Nachteil bei der elektrochemischen Impedanzspektroskopie-Methode auf zusätzlicher Hardware, welche zur Durchführung dieser Methode benötigt wird. Offenbarung der Erfindung It is generally known that a battery pack, or at least one of the battery cells in the battery pack, ages over time due to storage and/or use. A loss of capacity in the battery pack means that a fully charged battery pack no longer has the original running time or capacity available and can no longer provide it. In the case of battery packs that are permanently installed in devices and/or equipment, a continuous load profile, namely all charging and discharging processes of the battery pack, can be recorded in order to monitor the health of the battery pack and, preferably, to be able to analyze it at any time. In the case of battery packs designed as removable battery packs, the recording of a continuous load profile has so far only been possible with a sufficiently large memory in the battery pack, which has not yet been implemented. In the prior art, it is already known to determine the health status, namely an SoH value of a battery pack, using a method of electrochemical impedance spectroscopy or using so-called “column counting”. A disadvantage of the "columb counting" method is that the battery pack must be fully charged at least once beforehand, which takes more time and therefore the entire method for determining the state of health takes a relatively long time. Another disadvantage of the electrochemical impedance spectroscopy method is the additional hardware that is required to carry out this method. Disclosure of the invention
Es wird ein Verfahren zur Analyse eines Zustands, insbesondere eines Gesundheitszustands, eines Akkupacks, insbesondere eines Wechselakkupacks, vorgeschlagen, umfassend; A method is proposed for analyzing a state, in particular a state of health, of a battery pack, in particular a removable battery pack, comprising;
- einen Erfassungsschritt zur Erfassung zumindest einer Widerstandskenngröße;- a detection step for detecting at least one resistance parameter;
- einen Ermittlungsschritt zur Ermittlung zumindest eines Widerstands basierend auf der Widerstandskenngröße, - a determination step for determining at least one resistance based on the resistance parameter,
- einen weiteren Erfassungsschritt zur Erfassung zumindest einer Temperaturkenngröße; - a further detection step for detecting at least one temperature parameter;
- einen weiteren Ermittlungsschritt zur Ermittlung zumindest einer Temperatur basierend auf der Temperaturkenngröße; und - a further determination step for determining at least one temperature based on the temperature parameter; and
- einen Berechnungsschritt, in welchem ein SoH-Wert des Akkupacks unter Berücksichtigung des zumindest einen Widerstands und zumindest der einen Temperatur berechnet wird. - a calculation step in which a SoH value of the battery pack is calculated taking into account at least one resistance and at least one temperature.
Durch ein derartiges Verfahren kann auf effiziente Art und Weise ein Gesundheitszustand, und zwar ein SoH-Wert eines Akkupacks bestimmt werden. Zudem kann gerade für Akkupacks, bevorzugt Wechselakkupacks, ohne kontinuierliche Aufzeichnung eines Lastprofils der SoH-Wert bestimmt werden. Ferner kann der Gesundheitszustand mittels des vorliegenden Verfahrens, und zwar basierend auf einer mathematischen Methode auf einfache, schnelle und/oder komfortable Art und Weise bestimmt werden. Zudem kann innerhalb von kurzer Zeit, und zwar in höchstens 2 min, vorteilhaft in höchstens 30 see, vorzugsweise in höchstens 10 s, der Gesundheitszustand bestimmt werden. Außerdem kann eine Berechnung des Gesundheitszustands des Akkupacks präzisiert, und zwar genauer ausgeführt werden. Darüber hinaus kann ein Computerprogramm zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens mittels eines Software- Updates auf bereits bestehende Hardware geladen werden, sodass auf zusätzliche Geräte und/oder Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens verzichtet werden kann. Dadurch kann eine Effizienz, hinsichtlich einer Kosten- und/oder Produkt- und/oder Arbeitseffizienz, gesteigert werden. Such a method can be used to efficiently determine a state of health, namely a SoH value of a battery pack. In addition, the SoH value can be determined for battery packs, preferably removable battery packs, without continuously recording a load profile. Furthermore, the state of health can be determined using the present method, based on a mathematical method, in a simple, quick and/or convenient manner. In addition, the state of health can be determined within a short time, namely in no more than 2 minutes, advantageously in no more than 30 seconds, preferably in no more than 10 seconds. In addition, a calculation of the state of health of the battery pack can be made more precise and carried out more accurately. In addition, a computer program for carrying out the present method can be loaded onto existing hardware using a software update, so that additional devices and/or apparatus for carrying out the method can be dispensed with. This can increase efficiency in terms of cost and/or product and/or work efficiency.
Vorzugsweise ist das vorliegende Verfahren dazu vorgesehen, eine Alterung des Akkupacks, insbesondere zumindest einer Akkuzelle des Akkupacks, zu bestimmen und/oder zu analysieren. Insbesondere zeigt sich eine Alterung des Akkupacks durch zumindest einen Anstieg eines Zellwiderstands zumindest der Akkuzelle und/oder in einem irreversiblen Verlust einer Kapazität des Akkupacks. Der allgemein bekannte SoH-Wert (engl. „State of Health“ Wert) gibt die noch verbleibende Laufzeit bzw. nutzbare Kapazität im Verhältnis zu der ursprünglichen Laufzeit/Kapazität in Prozent an. Insbesondere gibt der SoH-Wert den aktuellen Gesundheitszustand des Akkupacks an. Kann beispielsweise mit einem in einer elektrischen Säge angeordneten Akkupack nur noch 3 m anstatt ursprünglich 4 m Holz gesägt werden, so beträgt der SoH-Wert jenes Akkupacks noch 75 % und die Kapazität des Akkupacks ist mit der Zeit um 25 % gesunken. Preferably, the present method is intended to prevent aging of the battery pack, in particular of at least one battery cell of the battery pack. determine and/or analyze. In particular, aging of the battery pack is indicated by at least an increase in cell resistance of at least the battery cell and/or an irreversible loss of capacity of the battery pack. The generally known SoH value ("State of Health" value) indicates the remaining running time or usable capacity in relation to the original running time/capacity in percent. In particular, the SoH value indicates the current health state of the battery pack. If, for example, a battery pack arranged in an electric saw can only saw 3 m of wood instead of the original 4 m, the SoH value of that battery pack is still 75% and the capacity of the battery pack has dropped by 25% over time.
Möglicherweise kann das Akkupack als ein fest verbauter Akkupack ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist der Akkupack als ein Wechselakkupack ausgebildet und vorteilhaft reversibel in einen Verbraucher einsetzbar und/oder reversibel mit dem Verbraucher verbindbar. Der Verbraucher ist bevorzugt als elektrisch betreibbarer Verbraucher ausgebildet, welcher mittels zumindest des Akkupacks mit elektrischer Energie versorgbar ist. Insbesondere ist der Verbraucher als ein Elektrogerät ausgebildet. Der Verbraucher kann beispielsweise als eine Handwerkzeugmaschine ausgebildet sein. Unter einer „Handwerkzeugmaschine“ soll hier eine Werkzeugmaschine zu einer Bearbeitung von Werkstücken verstanden werden, die von einem Bediener transportmaschinenlos transportiert und/oder gehalten werden kann. Die Handwerkzeugmaschine kann als eine Gartenhandwerkzeugmaschine, beispielsweise als Rasentrimmer, und zwar als Freischneider und/oder Motorsense, als Heckenschere, als Laubbläser und/oder als Kettensäge usw. ausgebildet sein. Alternativ kann es sich bei dem Verbraucher auch um ein elektrisches Haushaltsgerät, bei beispielsweise ein elektrisches Reinigungsgerät, insbesondere einen Saugroboter, und/oder eine Lampe und/oder eine Fernbedienung handeln. Denkbar wäre auch, dass es sich bei dem Verbraucher um ein zumindest teilweise elektrisch betreibbares Fahrgerät, zum Beispiel ein elektrisches Fahrrad, insbesondere E-Bike, und/oder einen elektrischen Roller und/oder ein elektrisches Auto, handelt. Vorzugsweise ist der Verbraucher ein Verbraucher mit konstanter Stromaufnahme und/oder kontinuierlicher Stromnutzung. Ferner sind jegliche andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen von Verbrauchern möglich und denkbar. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein System mit zumindest einem Verbraucher, insbesondere dem zuvor genannten Verbraucher, und mit einem mit dem Verbraucher verbindbaren Akkupack, insbesondere lösbar verbindbaren Wechselakkupack, insbesondere dem bereits genannten Akkupack. Vorzugsweise weist das System eine Steuerungsumgebung zur Bestimmung des SoH- Werts mittels des genannten Verfahrens auf. Unter einer „Steuerungsumgebung“ soll eine elektronische Einheit, insbesondere eine Steuereinheit, verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest eine Funktion des Akkupacks, des Verbrauchers und/oder eines Ladegeräts für den Akkupack zu steuern und/oder zu regeln. Vorteilhaft umfasst die Steuerungsumgebung zumindest eine Recheneinheit, insbesondere einen Prozessor, und bevorzugt zusätzlich zur Recheneinheit zumindest eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Regelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden. Die Speichereinheit kann als digitales Speichermedium, beispielsweise als eine Festplatte oder dergleichen, ausgebildet sein. The battery pack may possibly be designed as a permanently installed battery pack. The battery pack is particularly preferably designed as a removable battery pack and can advantageously be reversibly inserted into a consumer and/or reversibly connected to the consumer. The consumer is preferably designed as an electrically operated consumer which can be supplied with electrical energy by means of at least the battery pack. In particular, the consumer is designed as an electrical device. The consumer can be designed as a hand-held power tool, for example. A “hand-held power tool” is understood here to mean a machine tool for machining workpieces which can be transported and/or held by an operator without a transport machine. The hand-held power tool can be designed as a garden hand tool, for example as a lawn trimmer, namely as a brush cutter and/or brush cutter, as a hedge trimmer, as a leaf blower and/or as a chainsaw, etc. Alternatively, the consumer can also be an electrical household appliance, for example an electrical cleaning device, in particular a vacuum robot, and/or a lamp and/or a remote control. It would also be conceivable for the consumer to be a vehicle that can be operated at least partially electrically, for example an electric bicycle, in particular an e-bike, and/or an electric scooter and/or an electric car. The consumer is preferably a consumer with constant power consumption and/or continuous power use. Furthermore, any other designs of consumers that appear sensible to the expert are possible and conceivable. The present invention further relates to a system with at least one consumer, in particular the consumer mentioned above, and with a battery pack that can be connected to the consumer, in particular a removable battery pack that can be detachably connected, in particular the battery pack already mentioned. The system preferably has a control environment for determining the SoH value using the method mentioned. A "control environment" is to be understood as an electronic unit, in particular a control unit, which is intended to control and/or regulate at least one function of the battery pack, the consumer and/or a charger for the battery pack. The control environment advantageously comprises at least one computing unit, in particular a processor, and preferably in addition to the computing unit at least one storage unit with a control and/or regulating program stored therein, which is intended to be executed by the computing unit. The storage unit can be designed as a digital storage medium, for example as a hard disk or the like.
Der Akkupack kann eine Akkupack-Steuereinheit aufweisen, welche zumindest teilweise Teil der Steuerungsumgebung sein oder diese ausbilden kann. Bevorzugt weist der Verbraucher eine Verbraucher-Steuereinheit auf, welche zumindest teilweise Teil der Steuerungsumgebung ist oder diese ausbildet. Insbesondere steuert und/oder regelt die Steuerungsumgebung das Verfahren zur Bestimmung des SoH-Werts. Die Akkupack-Steuereinheit und/oder zumindest die Verbraucher-Steuereinheit kann/können zur Durchführung und/oder Ausführung des Verfahrens zur Bestimmung des SoH-Werts das Verfahren mit den jeweiligen Verfahrensschritten zumindest teilweise steuern und/oder regeln. Die Akkupack- Steuereinheit und zumindest die Verbraucher-Steuereinheit können miteinander kommunizieren, insbesondere drahtlos. Bevorzugt weist das System ein Ladegerät für zumindest den Akkupack, insbesondere den Wechselakkupack, auf. Das Ladegerät kann eine Ladegerät-Steuereinheit aufweisen. Die Ladegerät-Steuereinheit kann Teil der Steuerungsumgebung sein. Die Ladegerät-Steuereinheit und/oder die Akkupack-Steuereinheit und/oder zumindest die Verbraucher-Steuereinheit können miteinander kommunizieren, vorteilhaft drahtlos, beispielsweise mittels einer LAN-, WLAN-, WPAN-, Infrarot-, NFC-, ZigBee-, BLE- und/oder Bluetooth-Verbindung und/oder über das Internet. Besonders bevorzugt weist die Steuerungsumgebung ein Batteriemanagementsystem (BMS) auf. Dadurch kann eine besonders effiziente, genaue und benutzerfreundliche Überwachung und/oder Analyse zumindest eines Zustands einer Batterie, und zwar eines Akkus ermöglicht und/oder bereitgestellt werden. Insbesondere ist das Batteriemanagementsystem eine elektronische Regelschaltung, welche eine Ladung und/oder Entladung von Akkupacks, beispielsweise Wechselakkupacks, überwachen und/oder die optimale Nutzung von Akkuzellen des Akkupacks sicherstellen kann. Die Akkupack-Steuereinheit und/oder zumindest die Verbraucher-Steuereinheit kann das Batteriemanagementsystem zumindest teilweise aufweisen oder ausbilden. Denkbar wäre auch, dass die Ladegerät- Steuereinheit das Batteriemanagementsystem zumindest teilweise aufweist oder ausbildet. Vorzugsweise ist das Batteriemanagementsystem vollständig im Akkupack oder dem Ladegerät integriert. Das Batteriemanagementsystem kann dazu vorgesehen sein, zumindest einen Zustand des Akkupacks zu überwachen und/oder Messungen, wie beispielsweise zumindest eine Strom- und/oder Spannungsmessung, insbesondere zur Ermittlung zumindest eines Widerstands, bei einem Lade- und/oder Endladevorgang des Akkupacks vorzunehmen, um bevorzugt mit den durch die Messung gewonnenen und/oder erfassten Kenngrößen, wie beispielsweise Widerstandskenngrößen und/oder Temperaturkenngrößen, zumindest den SoH-Wert zu berechnen. The battery pack can have a battery pack control unit, which can be at least partially part of the control environment or form this. Preferably, the consumer has a consumer control unit, which is at least partially part of the control environment or forms this. In particular, the control environment controls and/or regulates the method for determining the SoH value. The battery pack control unit and/or at least the consumer control unit can at least partially control and/or regulate the method with the respective method steps in order to carry out and/or execute the method for determining the SoH value. The battery pack control unit and at least the consumer control unit can communicate with each other, in particular wirelessly. Preferably, the system has a charger for at least the battery pack, in particular the removable battery pack. The charger can have a charger control unit. The charger control unit can be part of the control environment. The charger control unit and/or the battery pack control unit and/or at least the consumer control unit can communicate with each other, advantageously wirelessly, for example by means of a LAN, WLAN, WPAN, infrared, NFC, ZigBee, BLE and/or Bluetooth connection and/or via the Internet. The control environment particularly preferably has a battery management system (BMS). This enables and/or provides particularly efficient, precise and user-friendly monitoring and/or analysis of at least one state of a battery, namely a rechargeable battery. In particular, the battery management system is an electronic control circuit which can monitor charging and/or discharging of battery packs, for example removable battery packs, and/or ensure optimal use of battery cells in the battery pack. The battery pack control unit and/or at least the consumer control unit can at least partially have or form the battery management system. It would also be conceivable for the charger control unit to at least partially have or form the battery management system. Preferably, the battery management system is fully integrated in the battery pack or the charger. The battery management system can be provided to monitor at least one state of the battery pack and/or to carry out measurements, such as at least one current and/or voltage measurement, in particular to determine at least one resistance, during a charging and/or discharging process of the battery pack, in order to calculate at least the SoH value preferably with the parameters obtained and/or recorded by the measurement, such as resistance parameters and/or temperature parameters.
Die Steuerungsumgebung kann das Verfahren zur Analyse des Zustands des Akkupacks starten und/oder beenden. Vorzugsweise kommuniziert die Akkupack - Steuereinheit zur Analyse des Zustands des Akkupacks, und zwar bei Durchführung des Verfahrens zur Analyse des Zustands mit zumindest der Ladegerät- Steuereinheit. Besonders bevorzugt ist die Akkupack-Steuereinheit dazu vorgesehen, das Verfahren, insbesondere die einzelnen Verfahrensschritte des Verfahrens, zu starten und/oder zu regeln und/oder zu koordinieren und/oder zu beenden. Alternativ und/oder zusätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass die Verbraucher-Steuereinheit und/oder die Ladegerät-Steuereinheit dazu vorgesehen ist/sind, das Verfahren, insbesondere die einzelnen Verfahrensschritte des Verfahrens, zu starten und/oder zu regeln und/oder zu koordinieren und/oder zu beenden. Insbesondere wird in dem Erfassungsschritt zumindest die Widerstandskenngröße an der Akkuzelle des Akkupacks erfasst. Bei der Widerstandskenngröße kann es sich beispielsweise um eine Spannung oder einen Strom oder jede andere erdenkliche Größe handeln, aus der und/oder mit welcher der Widerstand ermittelbar ist. Vorzugsweise werden in dem Erfassungsschritt zumindest zwei Widerstandskenngrößen der Akkuzelle erfasst. Bei den zumindest zwei Widerstandskenngrößen kann es sich um zwei unterschiedliche Widerstandskenngrößen handeln, beispielsweise kann eine erste Widerstandskenngröße ein Strom und eine zweite Widerstandskenngröße eine Spannung sein. Alternativ und/oder zusätzlich können die zumindest zwei Widerstandskenngrößen, insbesondere zumindest zwei gleiche oder zwei unterschiedliche Widerstandskenngrößen, zu unterschiedlichen Zeitpunkten innerhalb des Erfassungsschritts an der Akkuzelle erfasst werden. Beispielsweise kann zumindest die erste Widerstandskenngröße, insbesondere eine erste Spannung, zu einem ersten Zeitpunkt, beispielsweise bei Ladebeginn eines Lagevorgangs des Akkupacks, und zumindest die zweite Widerstandskenngröße, insbesondere eine zweite Spannung, zu einem von dem ersten Zeitpunkt verschiedenen zweiten Zeitpunkt, beispielsweise während des Ladevorgangs des Akkupacks, in dem Erfassungsschritt erfasst werden. Ferner kann alternativ und/oder zusätzlich in dem ersten Zeitpunkt eine weitere erste Widerstandskenngröße, beispielsweise ein erster Strom, und in dem zweiten Zeitpunkt eine weitere zweite Widerstandskenngröße, beispielsweise ein zweiter Stromwert, erfasst werden. Aus der ersten Widerstandskenngröße und zumindest der zweiten Widerstandskenngröße kann in dem Ermittlungsschritt zumindest der Widerstand ermittelt werden. The control environment can start and/or end the method for analyzing the state of the battery pack. Preferably, the battery pack control unit communicates with at least the charger control unit to analyze the state of the battery pack when carrying out the method for analyzing the state. Particularly preferably, the battery pack control unit is provided to start and/or regulate and/or coordinate and/or end the method, in particular the individual method steps of the method. Alternatively and/or additionally, however, it would also be conceivable for the consumer control unit and/or the charger control unit to be provided to start and/or regulate and/or coordinate and/or end the method, in particular the individual method steps of the method. In particular, in the detection step, at least the resistance parameter on the battery cell of the battery pack is detected. The resistance parameter can be, for example, a voltage or a current or any other conceivable value from which and/or with which the resistance can be determined. Preferably, in the detection step, at least two resistance parameters of the battery cell are detected. The at least two resistance parameters can be two different resistance parameters, for example a first resistance parameter can be a current and a second resistance parameter can be a voltage. Alternatively and/or additionally, the at least two resistance parameters, in particular at least two identical or two different resistance parameters, can be detected on the battery cell at different times within the detection step. For example, at least the first resistance parameter, in particular a first voltage, can be detected at a first time, for example at the start of charging a charging process of the battery pack, and at least the second resistance parameter, in particular a second voltage, can be detected at a second time different from the first time, for example during the charging process of the battery pack, in the detection step. Furthermore, alternatively and/or additionally, a further first resistance parameter, for example a first current, can be detected at the first point in time and a further second resistance parameter, for example a second current value, can be detected at the second point in time. At least the resistance can be determined from the first resistance parameter and at least the second resistance parameter in the determination step.
Vorteilhaft erfolgt der Ermittlungsschritt hinsichtlich eines zeitlichen Verlaufs des Verfahrens nach dem Erfassungsschritt. In dem Ermittlungsschritt kann der Widerstand zumindest für die Akkuzelle unter Berücksichtigung zumindest der Widerstandskenngröße ermittelt werden. Insbesondere handelt es sich bei dem Widerstand um einen Innenwiderstand der Akkuzelle. Denkbar wäre auch, dass mehrere Widerstände der Akkuzelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten, beispielsweise während des Ladevorgangs des Akkupacks, innerhalb des Ermittlungsschritts ermittelt werden können. In dem Ermittlungsschritt könnten beispielsweise zumindest zwei Widerstände, vorteilhaft zumindest vier oder sechs Widerstände der Akkuzelle ermittelt werden. Bei Ermittlung von mehreren Widerständen zu unterschiedlichen Zeitpunkten, können in dem Erfassungsschritt eine Vielzahl von Widerstandskenngrößen zu den jeweiligen unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden, um damit wiederum in dem Ermittlungsschritt die Vielzahl von Widerständen ermitteln zu können. Darauf wird im späteren Verlauf des vorliegenden Dokuments noch genauer eingegangen. The determination step advantageously takes place after the detection step with regard to a temporal progression of the method. In the determination step, the resistance can be determined at least for the battery cell, taking into account at least the resistance parameter. In particular, the resistance is an internal resistance of the battery cell. It would also be conceivable that several resistances of the battery cell can be determined at different times, for example during the charging process of the battery pack, within the determination step. In the determination step, for example, at least two resistances, advantageously at least four or six resistances of the battery cell could be determined. When determining several Resistances at different points in time, a large number of resistance parameters can be recorded at the respective different points in time in the recording step in order to be able to determine the large number of resistances in the determination step. This will be discussed in more detail later in this document.
Hinsichtlich des zeitlichen Verlaufs des Verfahrens kann nach dem Ermittlungsschritt der weitere Erfassungsschritt zur Erfassung zumindest der Temperaturkenngröße von zumindest der Akkuzelle erfolgen. Eine „Temperaturkenngröße“ ist eine mit zumindest einer Temperatur assoziierte Kenngröße, wobei die Temperaturkenngröße jede erdenkliche Größe sein kann, mit welcher und/oder aus welcher die Temperatur ermittelbar ist. Beispielsweise kann es sich bei der Temperaturkenngröße um die Temperatur an sich, vorteilhaft um eine am bestimmungsgemäßen Einbauort eines Temperatur-Sensors und/oder einer Temperatur-Messvorrichtung gemessene Temperatur der Akkuzelle, einen zeitabhängigen Temperaturverlauf und/oder eine Temperaturdifferenz handeln. Des Weiteren könnte die Temperaturkenngröße eine elektrische Spannung und/oder eine elektrische Stromstärke und/oder ein elektrischer Widerstandswert sein, welche mit einer Temperatur, einem zeitabhängigen Temperaturverlauf und/oder einer Temperaturdifferenz korreliert ist. Die Temperaturkenngröße könnte beispielsweise mittels eines Heißleiters (NTC) und/oder eines Kaltleiters (PTC) ermittelt werden. In dem weiteren Erfassungsschritt könnten auch mehrere Temperaturkenngrößen, und zwar zumindest zwei oder vier Temperaturkenngrößen der Akkuzelle erfasst werden. Bevorzugt sind die mehreren Temperaturkenngrößen zu unterschiedlichen Zeitpunkten innerhalb des weiteren Erfassungsschritts erfassbar. Alternativ und/oder zusätzlich könnte zumindest eine Temperaturkenngröße der Vielzahl an Temperaturkenngrößen pro Wiederholung des weiteren Erfassungsschritts erfasst werden. Nach Erfassung zumindest der Temperaturkenngröße kann der weitere Ermittlungsschritt zur Ermittlung zumindest der Temperatur basierend auf der Temperaturkenngröße erfolgen. Die Temperatur kann eine Temperatur zu einem spezifischen Zeitpunkt, eine gemittelte Temperatur, eine Grenztemperatur, wie eine Maximaltemperatur, oder dergleichen sein. With regard to the temporal progression of the method, the further recording step for recording at least the temperature characteristic of at least the battery cell can take place after the determination step. A "temperature characteristic" is a characteristic associated with at least one temperature, whereby the temperature characteristic can be any conceivable value with which and/or from which the temperature can be determined. For example, the temperature characteristic can be the temperature itself, advantageously a temperature of the battery cell measured at the intended installation location of a temperature sensor and/or a temperature measuring device, a time-dependent temperature profile and/or a temperature difference. Furthermore, the temperature characteristic could be an electrical voltage and/or an electrical current and/or an electrical resistance value which is correlated with a temperature, a time-dependent temperature profile and/or a temperature difference. The temperature characteristic could be determined, for example, using a thermistor (NTC) and/or a PTC thermistor (PTC). In the further detection step, several temperature parameters, namely at least two or four temperature parameters of the battery cell, could also be detected. The several temperature parameters can preferably be detected at different times within the further detection step. Alternatively and/or additionally, at least one temperature parameter of the plurality of temperature parameters could be detected per repetition of the further detection step. After detecting at least the temperature parameter, the further determination step for determining at least the temperature can be carried out based on the temperature parameter. The temperature can be a temperature at a specific time, an average temperature, a limit temperature, such as a maximum temperature, or the like.
Vorzugsweise ist der Akkupack, insbesondere die Akkupack-Steuereinheit, zur Erfassung der zumindest einen Widerstandskenngröße und/oder zur Erfassung der zumindest einen Temperaturkenngröße ausgebildet. Alternativ und/oder zusätzlich kann das Ladegerät zur Erfassung der zumindest einen Widerstandskenngröße und/oder zur Erfassung der zumindest einen Temperaturkenngröße ausgebildet sein. Darüber hinaus wäre auch denkbar, dass der Verbraucher in einem mit dem Akkupack elektrisch verbundenen Zustand zur Erfassung der zumindest einen Widerstandskenngröße und/oder zur Erfassung der zumindest einen Temperaturkenngröße ausgebildet und/oder vorgesehen ist. Preferably, the battery pack, in particular the battery pack control unit, is designed to detect the at least one resistance parameter and/or to detect the at least one temperature parameter. Alternatively and/or additionally, the charger can be designed to detect the at least one resistance parameter and/or to detect the at least one temperature parameter. In addition, it would also be conceivable that the consumer is designed and/or provided to detect the at least one resistance parameter and/or to detect the at least one temperature parameter in a state electrically connected to the battery pack.
Denkbar wäre auch, dass der weitere Erfassungsschritt zur Erfassung zumindest der Temperaturkenngröße und/oder der weitere Ermittlungsschritt zur Ermittlung zumindest der Temperatur vor dem Erfassungsschritt zur Erfassung zumindest der Widerstandskenngröße und/oder dem Ermittlungsschritt zur Ermittlung zumindest des Widerstands erfolgen und/oder durchgeführt werden können. Vorliegend dienen die Begriffe wie „weitere/r/s“, welche bestimmten Begriffen vorangestellt sind, lediglich zu einer Unterscheidung von Objekten und/oder Verfahrensschritten und implizieren keine vorhandene Gesamtanzahl und/oder Rangfolge der Objekte und/oder der Verfahrensschritte. Möglicherweise können der Erfassungsschritt und/oder zumindest der Ermittlungsschritt zeitgleich, und zwar gleichzeitig parallel zu dem weiteren Erfassungsschritt und/oder weiteren Ermittlungsschritt durchgeführt werden. Besonders bevorzugt erfolgt der Berechnungsschritt erst nach Durchführung jeweils des Erfassungsschritts, des Ermittlungsschritts, des weiteren Erfassungsschritts und zumindest des weiteren Ermittlungsschritts. It would also be conceivable that the further recording step for recording at least the temperature parameter and/or the further determination step for determining at least the temperature can take place and/or be carried out before the recording step for recording at least the resistance parameter and/or the determination step for determining at least the resistance. In the present case, terms such as "further", which precede certain terms, are used only to differentiate between objects and/or process steps and do not imply any existing total number and/or ranking of the objects and/or process steps. It is possible that the recording step and/or at least the determination step can be carried out at the same time, namely at the same time parallel to the further recording step and/or further determination step. The calculation step is particularly preferably carried out only after the recording step, the determination step, the further recording step and at least the further determination step have been carried out.
Vorzugsweise ist eine Analysevorrichtung zur Durchführung des Berechnungsschritts vorgesehen. In der Analysevorrichtung können zumindest teilweise und vorteilhaft alle notwendigen Formeln und/oder Größen und/oder weiteren Informationen gespeichert sein, welche zur Berechnung des SoH-Werts unter Berücksichtigung des zumindest einen Widerstands und zumindest der einen Temperatur notwendig sind. Besonders bevorzugt ist die Analysevorrichtung Teil des Systems. Die Analysevorrichtung kann zumindest teilweise Teil der Steuerungsumgebung sein. Die Analysevorrichtung könnte auch Teil des Batteriemanagementsystems sein. Denkbar wäre, dass die Analysevorrichtung in dem Akkupack, insbesondere der Akkupack-Steuereinheit und/oder dem Ladegerät, insbesondere der Ladegerät-Steuereinheit, zumindest teilweise oder vollständig integriert ist. Vorzugsweise ist die Analyseumgebung in dem Verbraucher, insbesondere der Verbraucher-Steuereinheit, zumindest teilweise und vorteilhaft vollständig integriert. Alternativ und/oder zusätzlich wäre auch möglich, dass die Analysevorrichtung zumindest teilweise oder vollständig in einem externen Gerät und/oder einem externen Server integriert ist, wie beispielsweise in einem Handy, einem Smartphone, einem Tablet, einem Laptop und/oder dergleichen. Preferably, an analysis device is provided for carrying out the calculation step. All necessary formulas and/or variables and/or further information that are required to calculate the SoH value taking into account the at least one resistance and at least one temperature can be stored in the analysis device, at least partially and advantageously. The analysis device is particularly preferably part of the system. The analysis device can be at least partially part of the control environment. The analysis device could also be part of the battery management system. It would be conceivable for the analysis device to be at least partially or completely integrated in the battery pack, in particular the battery pack control unit and/or the charger, in particular the charger control unit. Preferably, the analysis environment is at least partially and advantageously completely integrated in the consumer, in particular the consumer control unit. Alternatively and/or additionally, it would also be possible for the analysis device to be at least partially or completely integrated in an external device and/or an external server, such as in a cell phone, a smartphone, a tablet, a laptop and/or the like.
In Abhängigkeit davon wo die Analysevorrichtung integriert ist, kann der Akkupack, insbesondere die Akkupack-Steuereinheit, und/oder der Verbraucher, insbesondere die Verbraucher-Steuereinheit, und/oder das Ladegerät, insbesondere die Ladegerät-Steuereinheit, und/oder das externe Gerät miteinander kommunizieren, um Daten, insbesondere zumindest den ermittelten Widerstand und/oder zumindest die ermittelte Temperatur, zur Berechnung des SoH-Werts in dem Berechnungsschritt der Analysevorrichtung bereitzustellen. Denkbar wäre, dass die erfasste Widerstandskenngröße, die erfasste Temperaturkenngröße, der ermittelte Widerstand und/oder zumindest die ermittelte Temperatur in einer Datenbankumgebung gespeichert und/oder hinterlegt werden. Die Datenbankumgebung kann Teil der Steuerungsumgebung und zumindest teilweise beispielsweise im Akkupack und/oder in dem Verbraucher und/oder in dem Ladegerät und/oder möglicherweise auch in dem externen Gerät integriert sein. Bevorzugt ist die Datenbankumgebung zumindest zu einem Großteil oder vollständig in dem Akkupack, insbesondere in der Akkupack-Steuereinheit, integriert. Denkbar wäre auch, dass die Datenbankumgebung zumindest teilweise in einen privaten und/oder öffentlichen Server, beispielsweise einen privaten und/oder öffentlichen Server im Internet, integriert ist. Die Datenbankumgebung kann auch zumindest teilweise eine private und/oder öffentliche Cloud aufweisen oder derartig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Datenbankumgebung als ein dediziertes Computersystem oder als zumindest ein Teil eines dedizierten Computersystems ausgebildet. Depending on where the analysis device is integrated, the battery pack, in particular the battery pack control unit, and/or the consumer, in particular the consumer control unit, and/or the charger, in particular the charger control unit, and/or the external device can communicate with each other in order to provide data, in particular at least the determined resistance and/or at least the determined temperature, for calculating the SoH value in the calculation step of the analysis device. It would be conceivable that the recorded resistance parameter, the recorded temperature parameter, the determined resistance and/or at least the determined temperature are stored and/or saved in a database environment. The database environment can be part of the control environment and at least partially integrated, for example, in the battery pack and/or in the consumer and/or in the charger and/or possibly also in the external device. Preferably, the database environment is at least largely or completely integrated in the battery pack, in particular in the battery pack control unit. It would also be conceivable that the database environment is at least partially integrated in a private and/or public server, for example a private and/or public server on the Internet. The database environment can also at least partially comprise a private and/or public cloud or be designed in this way. The database environment is preferably designed as a dedicated computer system or as at least part of a dedicated computer system.
Insbesondere wird in dem Berechnungsschritt der SoH-Wert anhand der nachstehenden allgemein gefassten Formel berechnet
Figure imgf000010_0001
wobei „n“ die Akkuzelle Nr. „n“ mit n=l,...,nmax, wobei „nmax“ die Anzahl der in Serie geschalteten Akkuzellen des Akkupacks, „DCIR“ der, insbesondere in dem Ermittlungsschritt, ermittelte Widerstand pro Akkuzelle, „U“ eine Spannung pro Akkuzelle zu einem ersten Zeitpunkt ti, insbesondere einem Startzeitpunkt des Ladevorgangs oder Entladevorgangs, und „b“ ein spezifischer Koeffizient, auf welchen im späteren Verlauf noch genauer eingegangen wird, sind. Die Spannung „U“ kann beispielsweise innerhalb des Erfassungsschritts bei Erfassung zumindest der Widerstandskenngröße erfasst werden. Besonders bevorzugt wird innerhalb kurzer Zeit, und zwar innerhalb von höchstens 5 min, vorteilhaft innerhalb von höchstens 2 min, vorzugsweise innerhalb von höchstens 1 min und besonders bevorzugt innerhalb von höchstens 30 see der SoH-Wert in dem Berechnungsschritt berechnet.
In particular, in the calculation step, the SoH value is calculated using the following general formula
Figure imgf000010_0001
where “n” is the battery cell number “n” with n=1,...,n max , where “n max ” is the number of battery cells in the battery pack connected in series, “DCIR” is the resistance per battery cell, determined in particular in the determination step, “U” is a voltage per battery cell at a first point in time ti, in particular a start time of the charging or discharging process, and “b” is a specific coefficient, which will be discussed in more detail later. The voltage “U” can, for example, be recorded during the recording step when at least the resistance parameter is recorded. The SoH value is particularly preferably calculated in the calculation step within a short time, namely within a maximum of 5 minutes, advantageously within a maximum of 2 minutes, preferably within a maximum of 1 minute and particularly preferably within a maximum of 30 seconds.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in dem Erfassungsschritt eine Spannungsänderung zumindest einer Akkuzelle des Akkupacks bei unterschiedlichen Ladeströmen oder Entladeströmen erfasst wird. Dadurch kann eine Effizienz, hinsichtlich einer Erfassung zumindest einer Widerstandskenngröße, weiter gesteigert werden. It is further proposed that in the detection step a voltage change of at least one battery cell of the battery pack is detected at different charging currents or discharging currents. This can further increase efficiency with regard to detecting at least one resistance parameter.
In dem Erfassungsschritt können zumindest zwei Widerstandskenngrößen zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden. Beispielsweise kann bei dem Ladevorgang des Akkupacks ein erster Ladestrom zu einem ersten Zeitpunkt ti, vorteilhaft zum Startzeitpunkt bei Ladebeginn des Ladevorgangs, und ein zweiter Ladestrom zu einem von dem ersten Zeitpunkt ti verschiedenen weiteren Zeitpunkt ts erfasst werden. Alternativ könnte in dem Erfassungsschritt bei einem Endladevorgang des Akkupacks ein erster Endladestrom zu einem ersten Zeitpunkt ti, vorteilhaft zum Startzeitpunkt bei Endladebeginn des Endladevorgangs, und ein zweiter Endladestrom zu einem von dem ersten Zeitpunkt ti verschiedenen weiteren Zeitpunkt ts erfasst werden. Besonders bevorzugt weist die zweite Widerstandskenngröße zum zweiten, insbesondere zu dem ersten Zeitpunkt späteren, Zeitpunkt, vorzugsweise der zweite Ladestrom und/oder der zweite Endladestrom, einen Wert auf, welcher größer als Null ist. In the detection step, at least two resistance parameters can be detected at different times. For example, during the charging process of the battery pack, a first charging current can be detected at a first time ti, advantageously at the start time when the charging process begins, and a second charging current can be detected at a further time ts that is different from the first time ti. Alternatively, in the detection step, during a discharging process of the battery pack, a first discharging current could be detected at a first time ti, advantageously at the start time when the discharging process begins, and a second discharging current could be detected at a further time ts that is different from the first time ti. Particularly preferably, the second resistance parameter at the second time, in particular later than the first time, preferably the second charging current and/or the second discharging current, has a value that is greater than zero.
Bevorzugt erfolgt die Ermittlung des Widerstands („DCIR“) in dem Ermittlungsschritt anhand der nachfolgenden Formel:
Figure imgf000012_0001
Preferably, the resistance (“DCIR”) is determined in the determination step using the following formula:
Figure imgf000012_0001
In der soeben genannten Formel ist „U“ eine als Spannung vorliegende Widerstandskenngröße erfasst zu den jeweiligen unterschiedlichen Zeitpunkten, und zwar zum ersten Zeitpunkt ti sowie zum zweiten Zeitpunkt tj. Insbesondere ist „I“ eine als Strom vorliegende Widerstandskenngröße erfasst zu den jeweiligen unterschiedlichen Zeitpunkten, und zwar zum ersten Zeitpunkt ti sowie zum zweiten Zeitpunkt ts In the formula just mentioned, “U” is a resistance parameter present as a voltage recorded at the respective different points in time, namely at the first point in time ti and at the second point in time tj. In particular, “I” is a resistance parameter present as a current recorded at the respective different points in time, namely at the first point in time ti and at the second point in time ts.
Der Erfassungsschritt, der Ermittlungsschritt, der weitere Erfassungsschritt, der weitere Ermittlungsschritt und/oder der Berechnungsschritt kann/können jeweils während und/oder unmittelbar nach dem Ladevorgang und/oder Endladevorgang des Akkupacks erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt zumindest der Erfassungsschritt, der Ermittlungsschritt, der weitere Erfassungsschritt und/oder der weitere Ermittlungsschritt während des Ladevorgangs des Akkupacks. The detection step, the determination step, the further detection step, the further determination step and/or the calculation step can each take place during and/or immediately after the charging process and/or discharging process of the battery pack. Particularly preferably, at least the detection step, the determination step, the further detection step and/or the further determination step take place during the charging process of the battery pack.
Zudem wird vorgeschlagen, dass in dem Ermittlungsschritt zumindest zwei Widerstände der Akkuzelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelt werden. Hierdurch kann ein Verfahren zur Analyse eines Zustands, ferner zur Bestimmung eines SoH-Werts eines Akkupacks weiter optimiert und eine Effizienz weiter gesteigert werden. Mittels Erfassung von mehreren gleichen und/oder unterschiedlichen Arten von Widerstandskenngrößen pro Akkuzelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten in dem Erfassungsschritt oder in mehreren Erfassungsschritten, können in dem Ermittlungsschritt mehrere, und zwar zumindest zwei Widerstände pro Akkuzelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelt werden. Beispielsweise kann wie bereits beschrieben in dem Erfassungsschritt zumindest die erste Widerstandskenngröße, insbesondere die erste Spannung, zu dem ersten Zeitpunkt, beispielsweise bei Ladebeginn des Ladevorgangs des Akkupacks, und die zweite Widerstandskenngröße, insbesondere die zweite Spannung, zu dem von dem ersten Zeitpunkt verschiedenen zweiten Zeitpunkt, beispielsweise während des Ladevorgangs des Akkupacks, und/oder die weitere erste Widerstandskenngröße und/oder zumindest die weitere zweite Widerstandskenngröße erfasst werden. Zusätzlich kann in dem Erfassungsschritt zumindest eine dritte Widerstandskenngröße, insbesondere eine dritte Spannung, zu einem dritten Zeitpunkt, insbesondere hinsichtlich eines zeitlichen Verlaufs, beispielsweise beim Ladevorgang, nach dem zweiten Zeitpunkt, und zumindest eine vierte Widerstandskenngröße, insbesondere eine vierte Spannung, zu einem von dem dritten Zeitpunkt verschiedenen vierten Zeitpunkt, insbesondere während des Ladevorgangs des Akkupacks, erfasst werden. Zumindest aus der ersten Widerstandskenngröße und zumindest der zweiten Widerstandskenngröße kann in dem Ermittlungsschritt ein erster Widerstand ermittelt werden. Aus zumindest der dritten Widerstandskenngröße und zumindest der vierten Widerstandskenngröße kann in dem Ermittlungsschritt oder in einer Wiederholung des Ermittlungsschritts ein zweiter Widerstand ermittelt werden. In dem Ermittlungsschritt oder mittels Wiederholung des Ermittlungsschritts könnten zumindest zwei Widerstände, vorteilhaft zumindest vier Widerstände und vorzugsweise zumindest fünf Widerstände ermittelt werden. It is also proposed that in the determination step at least two resistances of the battery cell are determined at different times. This allows a method for analyzing a state, and also for determining an SoH value of a battery pack, to be further optimized and efficiency to be further increased. By recording several identical and/or different types of resistance parameters per battery cell at different times in the recording step or in several recording steps, several, namely at least two resistances per battery cell can be determined at different times in the determination step. For example, as already described, in the recording step at least the first resistance parameter, in particular the first voltage, can be recorded at the first time, for example at the start of the charging process of the battery pack, and the second resistance parameter, in particular the second voltage, at the second time different from the first time, for example during the charging process of the battery pack, and/or the further first resistance parameter and/or at least the further second resistance parameter can be recorded. In addition, in the recording step at least a third resistance parameter, in particular a third voltage, can be recorded at a third time, in particular with regard to a temporal progression, for example during the charging process, after the second point in time, and at least a fourth resistance parameter, in particular a fourth voltage, at a fourth point in time different from the third point in time, in particular during the charging process of the battery pack. A first resistance can be determined in the determination step from at least the first resistance parameter and at least the second resistance parameter. A second resistance can be determined in the determination step or in a repetition of the determination step from at least the third resistance parameter and at least the fourth resistance parameter. In the determination step or by repeating the determination step, at least two resistances, advantageously at least four resistances and preferably at least five resistances, could be determined.
Gemäß der nachfolgenden Formel kann der SoH-Wert basierend auf mehreren Widerständen pro Akkuzelle des Akkupacks in dem Berechnungsschritt berechnet werden
Figure imgf000013_0001
wobei „n“ die Akkuzelle Nr. „n“ mit n=l,...,nmax, wobei „nmax“ die Anzahl der in Serie geschalteten Akkuzellen des Akkupacks und „m“ der ermittelte Widerstandswert Nr. „m“ mit m=l...mmax, wobei „rnmax“ die Anzahl der ermittelten Widerstandswerte pro Zelle ist. Ferner ist „DCIR“ der, insbesondere in einem der Ermittlungsschritte, ermittelte Widerstand pro Akkuzelle, „U“ eine Spannung pro Akkuzelle zu einem ersten Zeitpunkt ti, insbesondere einem Startzeitpunkt des Ladevorgangs oder Endladevorgangs, und „b“ ein spezifischer Koeffizient. Ferner ist „X“ eine Ganzzahl abhängig von „n“ und „m“. Vorliegend kann der SOH-Wert mittels einer Exponentialfunktion berechnet werden, denkbar wäre jedoch auch eine Berechnung mittels polynomischer Funktionen oder dergleichen.
According to the following formula, the SoH value can be calculated based on several resistances per battery cell of the battery pack in the calculation step
Figure imgf000013_0001
where “n” is the battery cell number “n” with n=l,...,n max , where “ n max” is the number of battery cells in the battery pack connected in series and “m” is the determined resistance value number “m” with m=l...m max , where “rn max ” is the number of determined resistance values per cell. Furthermore, “DCIR” is the resistance per battery cell determined, in particular in one of the determination steps, “U” is a voltage per battery cell at a first point in time ti, in particular a start time of the charging process or discharging process, and “b” is a specific coefficient. Furthermore, “X” is an integer dependent on “n” and “m”. In this case, the SOH value can be calculated using an exponential function, but a calculation using polynomial functions or the like would also be conceivable.
Der Akkupack kann zumindest zwei Akkuzellen, insbesondere zumindest drei Akkuzellen, bevorzugt zumindest fünf Akkuzellen und besonders bevorzugt zumindest zehn Akkuzellen aufweisen. Der Erfassungsschritt, der Ermittlungsschritt, der weitere Erfassungsschritt und/oder zumindest der weitere Ermittlungsschritt kann für alle vorliegenden Akkuzellen des Akkupacks, bevorzugt gleichzeitig, insbesondere zeitgleich, durchgeführt werden. Der Berechnungsschritt zur Berechnung des SoH-Werts könnte anschließend alle Akkuzellen des Akkupacks berücksichtigen, insbesondere die ermittelten Werte jeder Akkuzelle bei Berechnung des SoH-Werts berücksichtigen. The battery pack can have at least two battery cells, in particular at least three battery cells, preferably at least five battery cells and particularly preferably at least ten battery cells. The detection step, the determination step, the further detection step and/or at least the further determination step can be carried out for all battery cells in the battery pack, preferably simultaneously, in particular at the same time. The calculation step for calculating the SoH value could then take into account all battery cells in the battery pack, in particular the values determined for each battery cell when calculating the SoH value.
Wenn die Ermittlung des Widerstands und/oder die Ermittlung der Temperatur für alle Akkuzellen des Akkupacks erfolgt und der Berechnungsschritt auf eine geringere Anzahl an Akkuzellen beschränkt ist, kann ein besonders effizientes Verfahren bereitgestellt werden, und vorteilhaft schnell und/oder ressourcenschonend ein SoH-Wert eines Akkupacks berechnet werden. Damit kann wiederum eine Gesamteffizienz gesteigert und ein Komfort für einen Bediener verbessert werden. If the determination of the resistance and/or the determination of the temperature is carried out for all battery cells of the battery pack and the calculation step is limited to a smaller number of battery cells, a particularly efficient method can be provided and an SoH value of a battery pack can be calculated quickly and/or in a resource-saving manner. This in turn can increase overall efficiency and improve comfort for an operator.
Weist der Akkupack beispielsweise zumindest drei Akkuzellen auf, kann der Erfassungsschritt, der Ermittlungsschritt, der weitere Erfassungsschritt und/oder zumindest der weitere Ermittlungsschritt für alle drei Akkuzellen des Akkupacks durchgeführt werden und der anschließende Berechnungsschritt jedoch lediglich beispielsweise auf eine Akkuzelle der drei Akkuzellen beschränkt sein, insbesondere lediglich zumindest den ermittelten Widerstand und/oder zumindest die ermittelte Temperatur der einen Akkuzelle bei Berechnung des SoH-Werts berücksichtigen. Alternativ wäre auch denkbar, dass bei mehreren Akkuzellen des Akkupacks die Ermittlung des Widerstands und/oder die Ermittlung der Temperatur bereits beschränkt ist auf eine kleinere Anzahl an Akkuzellen als der Akkupack Akkuzellen aufweist. Weist der Akkupack beispielsweise drei Akkuzellen auf, kann die Ermittlung des Widerstands und/oder die Ermittlung der Temperatur, insbesondere der Erfassungsschritt, der Ermittlungsschritt, der weitere Erfassungsschritt und/oder zumindest der weitere Ermittlungsschritt, lediglich für zumindest eine Akkuzelle der drei Akkuzellen des Akkupacks durchgeführt wird/werden. If the battery pack has, for example, at least three battery cells, the detection step, the determination step, the further detection step and/or at least the further determination step can be carried out for all three battery cells of the battery pack and the subsequent calculation step can, however, only be limited to one battery cell of the three battery cells, for example, and in particular only take into account at least the determined resistance and/or at least the determined temperature of one battery cell when calculating the SoH value. Alternatively, it would also be conceivable that, if the battery pack has several battery cells, the determination of the resistance and/or the determination of the temperature is already limited to a smaller number of battery cells than the battery pack has battery cells. If the battery pack has, for example, three battery cells, the determination of the resistance and/or the determination of the temperature, in particular the detection step, the determination step, the further detection step and/or at least the further determination step, can only be carried out for at least one battery cell of the three battery cells of the battery pack.
Zudem wird vorgeschlagen, dass in dem Erfassungsschritt jeweils pro Akkuzelle des Akkupacks zumindest eine Widerstandskenngröße erfasst wird. Dadurch kann ein Verfahren zur Analyse eines Zustands, und zwar eines Gesundheitszustands eines Akkupacks weiter optimiert und präzisiert werden. Insbesondere wird für jede Akkuzelle des Akkupacks der Erfassungsschritt und/oder zumindest der weitere Erfassungsschritt zur Erfassung zumindest der Temperaturkenngröße durchgeführt. It is also proposed that in the detection step at least one resistance parameter is detected for each battery cell of the battery pack. This allows a method for analyzing a condition, namely a state of health of a battery pack, to be further optimized and made more precise. In particular For each battery cell of the battery pack, the detection step and/or at least the further detection step for detecting at least the temperature parameter is carried out.
Um ein optimiertes, und zwar schnelles und/oder ressourcenschonendes Verfahren zur Analyse eines Zustands, und zwar eines Gesundheitszustands bereitzustellen sowie eine Effizienz weiter zu steigern, wird vorgeschlagen, dass in dem Ermittlungsschritt der Widerstand von einer Akkuzelle des Akkupacks, welche die geringste Spannung und/oder einen höchsten Innenwiderstand, insbesondere die höchste Widerstandskenngröße, aufweist, ermittelt wird. Wenn in dem Erfassungsschritt jeweils pro Akkuzelle des Akkupacks zumindest eine Widerstandskenngröße, bevorzugt zumindest eine Spannung, erfasst wird, kann in dem darauffolgenden Ermittlungsschritt lediglich der Widerstand basierend auf zumindest der erfassten Widerstandskenngröße von jener Akkuzelle des Akkupacks ermittelt werden, welche die geringste Spannung, bevorzugt die geringste Widerstandskenngröße, und/oder den höchsten Innenwiderstand, insbesondere die höchste Widerstandskenngröße, aufweist. In order to provide an optimized, fast and/or resource-saving method for analyzing a condition, namely a state of health, and to further increase efficiency, it is proposed that in the determination step the resistance of a battery cell of the battery pack which has the lowest voltage and/or the highest internal resistance, in particular the highest resistance parameter, is determined. If in the detection step at least one resistance parameter, preferably at least one voltage, is detected for each battery cell of the battery pack, in the subsequent determination step only the resistance can be determined based on at least the detected resistance parameter of that battery cell of the battery pack which has the lowest voltage, preferably the lowest resistance parameter, and/or the highest internal resistance, in particular the highest resistance parameter.
Basierend auf zumindest dem einen ermittelten Widerstand, und vorteilhaft zusätzlich zumindest der einen ermittelten Temperatur, lediglich der schwächsten Akkuzelle des Akkupacks kann in dem Berechnungsschritt der SoH-Wert berechnet werden. Dadurch vereinfacht sich die bereits genannte SOH-Formel zu Based on at least one determined resistance, and advantageously also at least one determined temperature, of only the weakest battery cell of the battery pack, the SoH value can be calculated in the calculation step. This simplifies the SOH formula already mentioned to
SOH = b± + b2 * exp[ö3 * U + b * T + b5 * DCIR ] + f(dU) , wobei „DCIR“ der ermittelte Widerstand der insbesondere schwächsten Akkuzelle, „U“ eine Spannung der Akkuzelle zu einem ersten Zeitpunkt ti, insbesondere einem Startzeitpunkt des Ladevorgangs oder Endladevorgangs des Akkupacks, und „b“ ein spezifischer Koeffizient ist. Ferner ist „dU“ ein Grad einer De- balancierung, welcher insbesondere einer Spannungsdifferenz zwischen der Akkuzelle mit der niedrigsten Spannung und jener Akkuzelle mit der höchsten Spannung entspricht. Vorzugsweise wird in dem Berechnungsschritt zur Berechnung des SoH-Werts der Grad der Debalancierung herangezogen. Ferner kann ,,f(dU)“ durch vorhandene Messdaten, beispielsweise erfasste Spannungswerte an den Akkuzellen des Akkupacks vorteilhaft zu unterschiedlichen Zeitpunkten, mathematisch approximiert werden. SOH = b ± + b 2 * exp[ö 3 * U + b * T + b 5 * DCIR ] + f(dU) , where “DCIR” is the determined resistance of the weakest battery cell, “U” is a voltage of the battery cell at a first time ti, in particular a start time of the charging process or discharging process of the battery pack, and “b” is a specific coefficient. Furthermore, “dU” is a degree of de-balancing, which corresponds in particular to a voltage difference between the battery cell with the lowest voltage and the battery cell with the highest voltage. Preferably, the degree of de-balancing is used in the calculation step for calculating the SoH value. Furthermore, “f(dU)” can be determined by existing measurement data, for example recorded voltage values at the Battery cells of the battery pack can be mathematically approximated at different times.
Insbesondere gibt es für die Abhängigkeit des SOH-Werts von der Debalancie- rung ,,f(dU)“ verschiedene Definitionen:
Figure imgf000016_0001
In particular, there are different definitions for the dependence of the SOH value on the debalancing “f(dU)”:
Figure imgf000016_0001
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Koeffizient einer Formel, welche zur Berechnung des SoH-Werts in dem Berechnungsschritt herangezogen wird, mittels einer Methode des maschinellen Lernens verwendet bestimmt wird. Damit kann ein besonders effizientes und/oder komfortables Verfahren zur Analyse eines Zustands, und zwar eines Gesundheitszustands einer Akkuzelle bereitgestellt werden. Furthermore, it is proposed that at least one coefficient of a formula used to calculate the SoH value in the calculation step is determined using a machine learning method. This makes it possible to provide a particularly efficient and/or convenient method for analyzing a state, namely a state of health of a battery cell.
Insbesondere wird mittels der Methode des maschinellen Lernens zumindest der bereits genannte spezifische Koeffizient „b“ berechnet und/oder bestimmt. Möglicherweise wäre auch denkbar, dass die Methode des maschinellen Lernens in dem Berechnungsschritt, und zwar die Berechnung des SoH-Werts angewendet wird. Bei der Methode des maschinellen Lernens kann es sich beispielsweise um eine lineare Regression, einen klassischen Maschine-Learning Algorithmus, wie beispielsweise „Support Vektor Maschinen“, ein statistisches Verfahren, wie „Bagging“ oder „Random Forrest“ basierend auf sogenannten „Decision Trees“, einen Gauß-Prozess, eine symbolische Regression handeln. Ferner könnte die Methode des maschinellen Lernens basierend auf einem künstlichen neuronalen Netzwerk, wie beispielsweise „Freed-Forward-NNS“ und/oder „Long-Short-Term- memory-Netze“ (LSTMs), sein und zumindest teilweise in dem Berechnungsschritt zur Berechnung des SoH-Werts beitragen. Insbesondere bevor in dem Berechnungsschritt der SoH-Wert berechnet werden kann, müssen für den vorliegenden Akkupacktyp die bereits genannten Koeffizienten „b“ ermittelt werden. Dazu werden möglichst viele Akkus mit bekanntem SOH vermessen, und zwar die jeweiligen Kenngrößen, wie beispielsweise die Widerstandskenngröße und/oder die Temperaturkenngröße, bestimmt. Aus einer Vielzahl an bereits bekannten SOH-Werten und Kenngrößen von Akkupacks werden die Koeffizienten „b“ ermittelt. Bevorzugt sind die bestimmten Koeffizienten „b“ in einer Datenbank, beispielsweise einer App, einer Cloud, einer Speichereinheit oder dergleichen hinterlegt und/oder gespeichert und können bevorzugt in dem Berechnungsschritt zur Berechnung des SOH-Werts herangezogen werden. Wenn die Koeffizienten „b“ bekannt sind und die Kenngrößen ermittelt wurden, ist die Berechnung des SOH mittels der bereits genannten Formen sehr effizient, komfortable und schnell. Besonders bevorzugt kann jedes Smartphone oder dergleichen die Berechnung des SOH-Werts durchführen. In particular, at least the aforementioned specific coefficient “b” is calculated and/or determined using the machine learning method. It may also be conceivable that the machine learning method is applied in the calculation step, namely the calculation of the SoH value. The machine learning method can be, for example, a linear regression, a classic machine learning algorithm such as “support vector machines”, a statistical method such as “bagging” or “random forest” based on so-called “decision trees”, a Gaussian process, a symbolic regression. Furthermore, the machine learning method could be based on an artificial neural network such as “freed-forward NNS” and/or “long-short-term memory networks” (LSTMs), and at least partially contribute to the calculation of the SoH value in the calculation step. In particular, before the SoH value can be calculated in the calculation step, the aforementioned coefficients “b” must be determined for the battery pack type in question. To do this, as many batteries with a known SOH as possible are measured, and the respective parameters, such as the resistance parameter and/or the temperature parameter, are determined. The coefficients “b” are determined from a large number of already known SOH values and parameters of battery packs. The determined coefficients “b” are preferably stored and/or saved in a database, for example an app, a cloud, a storage unit or the like, and can preferably be used in the calculation step to calculate the SOH value. If the coefficients “b” are known and the parameters have been determined, the calculation of the SOH using the methods already mentioned is very efficient, convenient and fast. Particularly preferably, any smartphone or the like can calculate the SOH value.
Wenn die Methode des maschinellen Lernens selbstlernend ist, kann eine Effizienz noch weiter gesteigert und eine Bestimmung zumindest eines Koeffizienten einer Formel zur Berechnung des SoH-Werts noch schneller und/oder bedienerfreundlicher durchgeführt werden. If the machine learning method is self-learning, efficiency can be increased even further and the determination of at least one coefficient of a formula for calculating the SoH value can be carried out even faster and/or more user-friendly.
Die Methode des maschinellen Lernens kann ab Werk bereits trainiert sein, und zwar an einer Vielzahl von Akkupack mit bekannten SOH-Werten. Ferner kann die Methode des maschinellen Lernens während einer gesamten Lebensdauer des vorliegenden Akkupacks, beispielsweise jedoch zumindest in dem Berechnungsschritt, selbstlernend sein. Insbesondere ist die Methode des maschinellen Lernens im Feld weiter trainierbar, um die Koeffizienten „b“ zu optimieren. Dazu werden die Kenngrößen, wie beispielsweise die Widerstandsgrößen und/oder die Temperaturkenngrößen, welche in dem beschriebenen Verfahren gewonnen werden, beispielsweise in einer Cloud oder einer anderen Datenbankumgebung gespeichert und dort zur Optimierung für „b“ verwendet. Folglich kann bei Verwendung und/oder Nutzung des Akkupacks entweder nur der SOH-Wert bei bekannten Koeffizienten „b“ bestimmt oder die ermittelten Kenngrößen können zusätzlich zur Optimierung von „b“ genutzt werden, insbesondere zweiteres aber nur, wenn der SOH-Wert noch über eine weitere Methode bestimmt werden kann, wie beispielsweise mittels Coulomb Counting. Insbesondere handelt es sich bei dem Maschine-Learning Algorithmus um einen Deep-Learning Algorithmus. Ein Selbstlernprozess könnte nach dem symbolischen Ansatz erfolgen, in dem Wissen, sowohl Beispiele als auch induzierte Regeln, explizit repräsentiert sind. Es könnte sich um ein überwachtes oder ein unüberwachtes Lernen handeln. Bei dem überwachten Lernen kann der Algorithmus eine Funktion aus gegebenen Paaren von Ein- und Ausgaben lernen. Insbesondere ist das Ziel beim überwachten Lernen, dass dem Algorithmus nach mehreren Rechengängen mit unterschiedlichen Ein- und Ausgaben die Fähigkeit antrainiert wird, Assoziationen herzustellen. Ferner könnte sich mittels einer Rückmeldung des Bedieners die Methode des maschinellen Lernens selbst weiter optimieren und verbessen. Der Selbstlernprozess könnte alternativ auch nach dem nicht-symbolischen Ansatz erfolgen. Bei dem nicht-symbolischen Ansatz kann dem neuronalen Netzwerk zwar ein berechenbares Verhalten „antrainiert“ sein, welches jedoch keinen Einblick in die erlernten Lösungswege erlaubt, wobei das Wissen implizit repräsentiert ist. Ferner kann die Methode des maschinellen Lernens nach dem sogenannten ADAM-Verfahren oder Batch-Gradienten Verfahrens selbstlernend sein. The machine learning method can already be trained ex works, on a large number of battery packs with known SOH values. Furthermore, the machine learning method can be self-learning over the entire service life of the battery pack in question, for example at least in the calculation step. In particular, the machine learning method can be further trained in the field in order to optimize the coefficients "b". For this purpose, the parameters, such as the resistance values and/or the temperature parameters, which are obtained in the described method, are stored, for example, in a cloud or another database environment and used there to optimize for "b". Consequently, when using and/or utilizing the battery pack, either only the SOH value can be determined with known coefficients "b" or the parameters determined can be used in addition to optimize "b", in particular the latter only if the SOH value can still be determined using another method, such as using Coulomb counting. In particular, the machine learning algorithm is a deep learning algorithm. A self-learning process could take place according to the symbolic approach, in which knowledge, both examples and induced rules, are explicitly represented. It could be supervised or unsupervised learning. In supervised learning, the algorithm can learn a function from given pairs of inputs and outputs. In particular, the goal of supervised learning is that the algorithm is trained to make associations after several calculations with different inputs and outputs. Furthermore, the machine learning method could further optimize and improve itself using feedback from the operator. Alternatively, the self-learning process could also take place according to the non-symbolic approach. In the non-symbolic approach, the neural network can be "trained" to behave in a predictable manner, but this does not allow any insight into the learned solution paths, whereby the knowledge is implicitly represented. Furthermore, the machine learning method can be self-learning according to the so-called ADAM method or batch gradient method.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei einer Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das beschriebene Verfahren zur Analyse eines Zustands eines Akkupacks, insbesondere des genannten Akkupacks, durchzuführen. Insbesondere ist das beschriebene Verfahren als ein computerimplementiertes Verfahren ausgebildet. Furthermore, the invention relates to a computer program comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out the described method for analyzing a state of a battery pack, in particular of the battery pack mentioned. In particular, the described method is designed as a computer-implemented method.
Das Verfahren zur Analyse eines Zustands eines Akkupacks, die Analysevorrichtung, das System und/oder das Computerprogramm soll/sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann/können das Verfahren zur Analyse eines Zustands eines Akkupacks, die Analysevorrichtung, das System und/oder das Computerprogramm zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen, Einheiten und Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in diesem Dokument angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten. The method for analyzing a state of a battery pack, the analysis device, the system and/or the computer program should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the method for analyzing a state of a battery pack, the analysis device, the system and/or the computer program can have a number of individual elements, components, units and method steps that differs from the number mentioned here in order to fulfill a function described herein. In addition, the In addition to the range of values specified in the document, values within the limits specified are also deemed to be disclosed and can be used as desired.
Zeichnung Drawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages emerge from the following description of the drawing. The drawing shows two embodiments of the invention. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further useful combinations.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 ein System aufweisend einen als Wechselakkupack ausgebildeten Akkupack, ein Ladegerät und einen Verbraucher, Fig. 1 a system comprising a battery pack designed as a removable battery pack, a charger and a consumer,
Fig. 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Analyse eines Zustands des Akkupacks, und zwar zur Bestimmung einer Restlaufzeit des Akkupacks, Fig. 2 is a schematic flow diagram of a method for analyzing a state of the battery pack, namely for determining a remaining running time of the battery pack,
Fig. 3 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung eines SoH-Werts des Akkupacks undFig. 3 is a schematic flow diagram of a method for determining a SoH value of the battery pack and
Fig. 4 ein System in einem alternativen Ausführungsbeispiel, wobei das System einen Wechselakkupack, ein Ladegerät, einen Verbraucher aufweist und eine Datenbankumgebung eine Cloud umfasst. Fig. 4 shows a system in an alternative embodiment, wherein the system has a removable battery pack, a charger, a consumer and a database environment comprises a cloud.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments
Nachfolgend handelt es sich bei den vorliegenden Figuren um schematische und nicht maßstabsgetreue Darstellungen. The following figures are schematic representations and not to scale.
Figur 1 zeigt ein System 10 mit einem Ladegerät 14 für einen Akkupack 16. Das System 10 weist vorliegend den Akkupack 16 auf, welcher als ein Wechselakkupack 26 ausgebildet ist. Der Wechselakkupack 26 ist lösbar, und zwar reversibel in zumindest einen Verbraucher 18 einsetzbar und/oder reversibel mit dem Verbraucher 18 verbindbar. Vorliegend ist der Verbraucher 18 Teil des Systems 10. Der Verbraucher 18 ist ein Elektrogerät, beispielsweise eine Handwerkzeugmaschine, elektrisches Haushaltsgerät, wie ein Saugroboter oder eine Lampe, oder ein elektrisch betreibbares Fahrgerät, wie ein Elektrofahrrad oder ein Elektroroller. Ferner ist der Verbraucher 18 ein Verbraucher mit konstanter Stromaufnahme und/oder kontinuierlicher Stromnutzung. Mittels des Akkupacks 16 ist der Verbraucher 18 zumindest teilweise mit elektrischer Energie versorgbar und/oder in zumindest einem Betriebszustand mittels elektrischer Energie des Akkupacks 16 betreibbar. Figure 1 shows a system 10 with a charger 14 for a battery pack 16. The system 10 has the battery pack 16, which is designed as a removable battery pack 26. The removable battery pack 26 is detachable, namely reversibly can be used in at least one consumer 18 and/or reversibly connected to the consumer 18. In the present case, the consumer 18 is part of the system 10. The consumer 18 is an electrical device, for example a hand-held power tool, an electrical household appliance such as a vacuum robot or a lamp, or an electrically operated vehicle such as an electric bicycle or an electric scooter. Furthermore, the consumer 18 is a consumer with constant power consumption and/or continuous power use. The consumer 18 can be at least partially supplied with electrical energy by means of the battery pack 16 and/or can be operated in at least one operating state by means of electrical energy from the battery pack 16.
Das System 10 weist eine Steuerungsumgebung 50 auf. Der Akkupack 16 weist eine Akkupack-Steuereinheit 36 auf. Die Akkupack-Steuereinheit 36 ist Teil der Steuerungsumgebung 50. Das Ladegerät 14 weist eine Ladegerät-Steuereinheit 52 auf. Die Ladegerät-Steuereinheit 52 ist Teil der Steuerungsumgebung 50. Ferner weist der Verbraucher 18 eine Verbraucher-Steuereinheit 56 auf. Die Verbraucher-Steuereinheit 56 ist Teil der Steuerungsumgebung 50. Die Akkupack- Steuereinheit 36, die Ladegerät-Steuereinheit 52 und/oder die Verbraucher-Steuereinheit 56 sind dazu vorgesehen, miteinander bzw. untereinander zu kommunizieren, und zwar vorliegend drahtlos. The system 10 has a control environment 50. The battery pack 16 has a battery pack control unit 36. The battery pack control unit 36 is part of the control environment 50. The charger 14 has a charger control unit 52. The charger control unit 52 is part of the control environment 50. Furthermore, the consumer 18 has a consumer control unit 56. The consumer control unit 56 is part of the control environment 50. The battery pack control unit 36, the charger control unit 52 and/or the consumer control unit 56 are provided to communicate with one another, in this case wirelessly.
Die Steuerungsumgebung 50 ist vorliegend dazu vorgesehen, ein Verfahren zur Analyse eines Zustands des Akkupacks 16, und zwar des Wechselakkupacks 26 durchzuführen. Vorliegend ist die Steuerungsumgebung 50 zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestimmung einer Restlaufzeit des Akkupacks 16 vorgesehen. Die Restlaufzeit ist beispielsweise eine Zeit, eine Strecke, und zwar eine Reichweite, eine Anzahl an Arbeitsvorgängen oder dergleichen. The control environment 50 is provided here to carry out a method for analyzing a state of the battery pack 16, specifically the removable battery pack 26. The control environment 50 is provided here to carry out a method for determining a remaining running time of the battery pack 16. The remaining running time is, for example, a time, a distance, specifically a range, a number of work processes or the like.
Zur zumindest teilweisen Durchführung des Verfahrens zur Analyse des Zustands des Akkupacks 16 weist die Steuerungsumgebung 50 ein Batteriemanagementsystem 60 auf. Das Batteriemanagementsystem 60 ist dazu vorgesehen, zumindest einen Zustand des Akkupacks 16 zu überwachen und/oder Messungen, wie beispielsweise zumindest eine Strom- und/oder Spannungsmessung, insbesondere zur Ermittlung zumindest eines Widerstands, bei einem Lade- und/oder Endladevorgang des Akkupacks 16 vorzunehmen, um bevorzugt mit den durch die Messung gewonnenen und/oder erfassten Kenngrößen, wie beispielsweise Widerstandskenngrößen und/oder Temperaturkenngrößen, eine Restkapazität und/oder eine Kapazität des Akkupacks 16a, einen SoC-Wert, einen SoH-Wert und/oder die Restlaufzeit zu ermitteln und/oder zu berechnen. In dieser beispielhaften Ausgestaltung ist das Batteriemanagementsystem 60 zumindest teilweise in der Verbraucher-Steuereinheit 56 und zumindest teilweise der Akkupack-Steuereinheit 36 integriert. Denkbar wäre auch, dass das Batteriemanagementsystem 60 vollständig in der Verbraucher-Steuereinheit 56 integriert ist. To at least partially carry out the method for analyzing the state of the battery pack 16, the control environment 50 has a battery management system 60. The battery management system 60 is provided to monitor at least one state of the battery pack 16 and/or to carry out measurements, such as at least one current and/or voltage measurement, in particular to determine at least one resistance, during a charging and/or discharging process of the battery pack 16, in order to preferably to determine and/or calculate a remaining capacity and/or a capacity of the battery pack 16a, an SoC value, an SoH value and/or the remaining running time from the parameters obtained and/or recorded by the measurement, such as resistance parameters and/or temperature parameters. In this exemplary embodiment, the battery management system 60 is at least partially integrated in the consumer control unit 56 and at least partially in the battery pack control unit 36. It would also be conceivable for the battery management system 60 to be fully integrated in the consumer control unit 56.
Die Steuerungsumgebung 50 kann das Verfahren zur Analyse des Zustands des Akkupacks 16 starten und/oder beenden. Ferner umfasst ein Computerprogram 70 Befehle, die bei einer Ausführung des Computerprogramms 70 durch einen Computer der Steuerungsumgebung 50 diesen veranlassen, das Verfahren zur Analyse des Zustands des Akkupacks 16 durchzuführen. Das Computerprogramm 70 ist zumindest teilweise in der Verbraucher-Steuereinheit 56, der Akkupack-Steuereinheit 36 und/oder der Ladegerät-Steuereinheit 52 integriert. The control environment 50 can start and/or end the method for analyzing the state of the battery pack 16. Furthermore, a computer program 70 comprises instructions which, when the computer program 70 is executed by a computer in the control environment 50, cause the computer to carry out the method for analyzing the state of the battery pack 16. The computer program 70 is at least partially integrated in the consumer control unit 56, the battery pack control unit 36 and/or the charger control unit 52.
Vorliegend kommuniziert die Verbraucher-Steuereinheit 56 zur Analyse des Zustands des Akkupacks 16, und zwar bei Durchführung des Verfahrens zur Analyse des Zustands mit zumindest der Akkupack-Steuereinheit 36. Die Verbraucher-Steuereinheit 56 ist dazu vorgesehen, das Verfahren, und zwar zumindest einzelne Verfahrensschritte des Verfahrens, zu starten und/oder zu regeln und/oder zu koordinieren und/oder zu beenden. Alternativ und/oder zusätzlich könnte die Akkupack-Steuereinheit 36 und/oder die Ladegerät-Steuereinheit 52 dazu vorgesehen sein, das Verfahren, und zwar zumindest einzelne Verfahrensschritte des Verfahrens, zu starten und/oder zu regeln und/oder zu koordinieren und/oder zu beenden. Vorliegend ist die Verbraucher-Steuereinheit 56 dazu vorgesehen, Messungen und/oder Erfassungen von Kenngrößen am Akkupack 16 zu regeln und/oder einzuleiten und/oder zu steuern. Der Verbraucher 18 weist Messeinheiten und/oder Sensoren auf, welche Teil des Batteriemanagementsystems 60 sind, um Messungen und/oder Erfassungen von Kenngrößen, beispielsweise von Widerstandskenngrößen und/oder Temperaturkenngrößen, am Akkupack 16 und zwar in einem elektrisch verbundenen Zustand des Akkupacks 16 mit dem Verbraucher 18 durchzuführen. Das Verfahren zur Analyse des Zustands des Akkupacks kann mehrere Verfahrensschritte und/oder Verfahrensteilschritte umfassen. Vorliegend weist das Verfahren einen SoC-Ermittlungsschritt 200 auf, in welchem ein SoC-Wert des Akkupacks 16 ermittelt wird (vgl. Figur 2). Vorliegend kommuniziert die Verbraucher- Steuereinheit 56 in dem SoC-Ermittlungsschritt 200 mit der Akkupack-Steuereinheit 36, um den SoC-Wert zu ermitteln. Mittels des Batteriemanagementsystems 60 ist in dem SoC-Ermittlungsschritt 200 eine Kapazität und/oder Restkapazität des Akkupacks 16 ermittelbar. In the present case, the consumer control unit 56 communicates with at least the battery pack control unit 36 to analyze the state of the battery pack 16 when carrying out the method for analyzing the state. The consumer control unit 56 is provided to start and/or regulate and/or coordinate and/or end the method, namely at least individual method steps of the method. Alternatively and/or additionally, the battery pack control unit 36 and/or the charger control unit 52 could be provided to start and/or regulate and/or coordinate and/or end the method, namely at least individual method steps of the method. In the present case, the consumer control unit 56 is provided to regulate and/or initiate and/or control measurements and/or recordings of parameters on the battery pack 16. The consumer 18 has measuring units and/or sensors which are part of the battery management system 60 in order to carry out measurements and/or detections of parameters, for example resistance parameters and/or temperature parameters, on the battery pack 16, specifically in an electrically connected state of the battery pack 16 with the consumer 18. The method for analyzing the state of the battery pack can comprise several method steps and/or method sub-steps. In the present case, the method has an SoC determination step 200 in which an SoC value of the battery pack 16 is determined (see Figure 2). In the present case, the consumer control unit 56 communicates with the battery pack control unit 36 in the SoC determination step 200 in order to determine the SoC value. A capacity and/or remaining capacity of the battery pack 16 can be determined in the SoC determination step 200 using the battery management system 60.
Gemäß Figur 2 erfolgt hinsichtlich eines zeitlichen Verlaufs des Verfahrens nach dem SoC-Ermittlungsschritt 200 ein SoH-Ermittlungsschritt 202, in welchem ein SoH-Wert des Akkupacks 16 ermittelt wird. Nachfolgend soll im Detail auf eine Bestimmung des SoH-Werts des Akkupacks 16 bzw. die verschiedenen Möglichkeiten zur Bestimmung des SoH-Werts eingegangen werden. Hierzu ist in Figur 3 ein schematisches Verfahrensflussdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung des SoH-Werts des Akkupacks 16 gezeigt. According to Figure 2, with regard to the temporal progression of the method, after the SoC determination step 200, an SoH determination step 202 takes place in which an SoH value of the battery pack 16 is determined. The following will discuss in detail how to determine the SoH value of the battery pack 16 and the various options for determining the SoH value. For this purpose, Figure 3 shows a schematic process flow diagram of a method for determining the SoH value of the battery pack 16.
Das Verfahren zur Bestimmung des SoH-Werts des Akkupacks 16 weist gemäß Figur 3 einen Erfassungsschritt 100 zur Erfassung zumindest einer Widerstandskenngröße auf. Bei der Widerstandskenngröße handelt es sich beispielsweise um eine Spannung oder einen Strom. In dieser beispielhaften Ausführung wird in dem Erfassungsschritt 100 eine Spannungsänderung zumindest einer Akkuzelle des Akkupacks 16 bei unterschiedlichen Ladeströmen oder Entladeströmen erfasst. Vorliegend werden in dem Erfassungsschritt 100 zumindest zwei Widerstandskenngrößen der Akkuzelle erfasst. Beispielsweise wird in dem Erfassungsschritt 100 zumindest eine erste Widerstandskenngröße, und zwar eine erste Spannung zu einem ersten Zeitpunkt, beispielsweise bei Ladebeginn eines Lagevorgangs des Akkupacks 16, und eine zweite Widerstandskenngröße, und zwar eine zweite Spannung zu einem von dem ersten Zeitpunkt verschiedenen zweiten Zeitpunkt, beispielsweise während des Ladevorgangs des Akkupacks 16, erfasst. Der Akkupack 16 weist in dieser beispielhaften Ausgestaltung mehrere Akkuzellen auf. Ferner wird in dem Erfassungsschritt 100 jeweils pro Akkuzelle des Akkupacks 16 zumindest eine Widerstandskenngröße erfasst. Gemäß Figur 3 folgt hinsichtlich eines zeitlichen Verlaufs des Verfahrens zur Bestimmung des SoH-Werts des Akkupacks 16 nach dem Erfassungsschritt 100 ein Ermittlungsschritt 102 zur Ermittlung zumindest eines Widerstands basierend auf der Widerstandskenngröße. Vorliegend handelt es sich bei dem Widerstand um einen Innenwiderstand der Akkuzelle. In dem Ermittlungsschritt 102 könnten mehrere Widerstände der Akkuzelle ermittelt werden. In dieser beispielhaften Ausführung werden in dem Ermittlungsschritt 102 zumindest zwei Widerstände der Akkuzelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelt. Bei Ermittlung von mehreren Widerständen zu unterschiedlichen Zeitpunkten können in dem Erfassungsschritt 100 eine Vielzahl von Widerstandskenngrößen zu den jeweiligen unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden, um damit wiederum in dem Ermittlungsschritt 102 die Vielzahl von Widerständen ermitteln zu können. Um ein besonders effizientes Verfahren bereitzustellen, wird in dem Ermittlungsschritt 102 der Widerstand von einer Akkuzelle des Akkupacks 16 ermittelt, welche die geringste Spannung aufweist. Die Bestimmung und/oder Auswahl der schwächsten Akkuzelle des Akkupacks 16 kann aufgrund der in dem Erfassungsschritt 100 erfassten Widerstandskenngrößen, beispielsweise der Spannung, erfolgen. Die Akkupack-Steuereinheit 36 und/oder die Verbraucher-Steuereinheit 56 und/oder die Ladegerät-Steuereinheit 52 ist dazu vorgesehen, die schwächste Akkuzelle des Akkupacks 16 zu bestimmen und/oder zu definieren und/oder zu ermitteln. According to Figure 3, the method for determining the SoH value of the battery pack 16 has a detection step 100 for detecting at least one resistance parameter. The resistance parameter is, for example, a voltage or a current. In this exemplary embodiment, in the detection step 100, a voltage change of at least one battery cell of the battery pack 16 is detected at different charging currents or discharging currents. In the present case, at least two resistance parameters of the battery cell are detected in the detection step 100. For example, in the detection step 100, at least a first resistance parameter, namely a first voltage at a first point in time, for example at the start of charging a charging process of the battery pack 16, and a second resistance parameter, namely a second voltage at a second point in time different from the first point in time, for example during the charging process of the battery pack 16, are detected. In this exemplary embodiment, the battery pack 16 has several battery cells. Furthermore, in the detection step 100, at least one resistance parameter is detected for each battery cell of the battery pack 16. According to Figure 3, with regard to a temporal progression of the method for determining the SoH value of the battery pack 16, after the detection step 100, a determination step 102 follows for determining at least one resistance based on the resistance parameter. In the present case, the resistance is an internal resistance of the battery cell. In the determination step 102, several resistances of the battery cell could be determined. In this exemplary embodiment, at least two resistances of the battery cell are determined at different times in the determination step 102. If several resistances are determined at different times, a large number of resistance parameters can be recorded at the respective different times in the detection step 100 in order to be able to determine the large number of resistances in the determination step 102. In order to provide a particularly efficient method, the resistance of a battery cell of the battery pack 16 that has the lowest voltage is determined in the determination step 102. The determination and/or selection of the weakest battery cell of the battery pack 16 can be carried out on the basis of the resistance parameters, for example the voltage, recorded in the recording step 100. The battery pack control unit 36 and/or the consumer control unit 56 and/or the charger control unit 52 are provided to determine and/or define and/or ascertain the weakest battery cell of the battery pack 16.
Hinsichtlich des zeitlichen Verlaufs des Verfahrens erfolgt nach dem Ermittlungsschritt 102 ein weiterer Erfassungsschritt 104 zur Erfassung zumindest einer Temperaturkenngröße. Die Temperaturkenngröße ist eine mit zumindest einer Temperatur assoziierte Kenngröße, wobei die Temperaturkenngröße jede erdenkliche Größe sein kann, mit welcher und/oder aus welcher die Temperatur ermittelbar ist. Beispielsweise handelt es sich bei der Temperaturkenngröße um die Temperatur an sich, einen zeitabhängigen Temperaturverlauf und/oder eine Temperaturdifferenz. Ferner wird in einem weiteren Ermittlungsschritt 106, welcher auf den weiteren Erfassungsschritt 104 folgt, zumindest eine Temperatur basierend auf der Temperaturkenngröße ermittelt. Vorliegend wird pro Akkuzelle des Akkupacks 16 zumindest eine Temperaturkenngröße erfasst und eine Temperatur ermittelt. Vorliegend ist der Akkupack 16 zur Erfassung der zumindest einen Widerstandskenngröße und zur Erfassung der zumindest einen Temperaturkenngröße ausgebildet. Ferner ist das Batteriemanagementsystem 60, welches zumindest teilweise in der Akkupack-Steuereinheit 36 integriert ist, zur Erfassung der zumindest einen Widerstandskenngröße und zur Erfassung der zumindest einen Temperaturkenngröße ausgebildet. Die Akkupack-Steuereinheit 36 könnte die Schritte zur Erfassung der zumindest einen Widerstandskenngröße und zur Erfassung der zumindest einen Temperaturkenngröße selbstständig durchführen und/oder starten. Alternativ ist die Verbraucher-Steuereinheit 56 dazu vorgesehen, den Erfassungsschritt 100, den Ermittlungsschritt 102, den weiteren Erfassungsschritt 104 und/oder den weiteren Ermittlungsschritt 106 zu starten und/oder zu regeln. With regard to the temporal progression of the method, after the determination step 102, a further detection step 104 is carried out to detect at least one temperature parameter. The temperature parameter is a parameter associated with at least one temperature, whereby the temperature parameter can be any conceivable parameter with which and/or from which the temperature can be determined. For example, the temperature parameter is the temperature itself, a time-dependent temperature profile and/or a temperature difference. Furthermore, in a further determination step 106, which follows the further detection step 104, at least one temperature is determined based on the temperature parameter. In the present case, at least one temperature parameter is detected and a temperature is determined for each battery cell of the battery pack 16. In the present case, the battery pack 16 is designed to detect the at least one resistance parameter and to detect the at least one temperature parameter. Furthermore, the battery management system 60, which is at least partially integrated in the battery pack control unit 36, is designed to detect the at least one resistance parameter and to detect the at least one temperature parameter. The battery pack control unit 36 could independently carry out and/or start the steps for detecting the at least one resistance parameter and for detecting the at least one temperature parameter. Alternatively, the consumer control unit 56 is provided to start and/or regulate the detection step 100, the determination step 102, the further detection step 104 and/or the further determination step 106.
Gemäß Figur 3 erfolgt nach dem weiteren Ermittlungsschritt 106 ein Berechnungsschritt 108, in welchem ein SoH-Wert des Akkupacks 16 unter Berücksichtigung des zumindest einen Widerstands und zumindest der einen Temperatur berechnet wird. Um ein besonders effizientes und schnelles Verfahren bereitzustellen, erfolgt die Ermittlung des Widerstands vorliegend für alle Akkuzellen des Akkupacks 16, wobei der Berechnungsschritt 108 jedoch auf eine geringere Anzahl an Akkuzellen beschränkt ist. Alternativ könnte der Berechnungsschritt 108 auch für alle Akkuzellen des Akkupacks 16 erfolgen, bei welchem zumindest ein Widerstand ermittelt wurde. According to Figure 3, after the further determination step 106, a calculation step 108 takes place in which an SoH value of the battery pack 16 is calculated taking into account the at least one resistance and at least one temperature. In order to provide a particularly efficient and fast method, the resistance is determined in this case for all battery cells of the battery pack 16, although the calculation step 108 is limited to a smaller number of battery cells. Alternatively, the calculation step 108 could also take place for all battery cells of the battery pack 16 for which at least one resistance was determined.
Der Berechnungsschritt 108 kann von der Akkupack-Steuereinheit 36, der Ladegerät-Steuereinheit 52 und/oder der Verbraucher-Steuereinheit 56 durchgeführt werden. Vorliegend weist das System 10 eine Analysevorrichtung 12 zur Durchführung zumindest des Berechnungsschritts 108 auf. In dieser beispielhaften Ausgestaltung ist die Analysevorrichtung 12 zumindest teilweise, ferner vollständig in dem Verbraucher 18, und zwar der Verbraucher-Steuereinheit 56 integriert. Alternativ und/oder zusätzlich wäre auch möglich, dass die Analysevorrichtung 12 zumindest teilweise oder vollständig in dem Ladegerät, und/oder einem externen Gerät und/oder einem externen Server integriert ist, wie beispielsweise in einem Smartphone, einem Tablet, einem Laptop und/oder dergleichen. Ferner wird zumindest ein Koeffizient einer Formel, welche zur Berechnung des SoH-Werts in dem Berechnungsschritt 108 herangezogen wird, mittels einer Methode des maschinellen Lernens bestimmt. Zur Steigerung einer Effizienz zumindest des Berechnungsschritts 108 ist die Methode des maschinellen Lernens selbstlernend. The calculation step 108 can be carried out by the battery pack control unit 36, the charger control unit 52 and/or the consumer control unit 56. In the present case, the system 10 has an analysis device 12 for carrying out at least the calculation step 108. In this exemplary embodiment, the analysis device 12 is at least partially, and also completely, integrated in the consumer 18, namely the consumer control unit 56. Alternatively and/or additionally, it would also be possible for the analysis device 12 to be at least partially or completely integrated in the charger, and/or an external device and/or an external server, such as in a smartphone, a tablet, a laptop and/or the like. Furthermore, at least one coefficient of a formula used to calculate the SoH value in the calculation step 108 is determined using a machine learning method. To increase the efficiency of at least the calculation step 108, the machine learning method is self-learning.
Nach erfolgreicher Berechnung des SoH-Werts ist der SoH-Wert in einer Datenbankumgebung 28 hinterlegbar und/oder speicherbar. Vorliegend ist die Datenbankumgebung 28 zumindest zu einem Großteil oder vollständig in dem Akkupack 16, ferner in der Akkupack-Steuereinheit 36 integriert. Alternativ und/oder zusätzlich könnte die Datenbankumgebung 28 zumindest teilweise auch in dem Verbraucher 18, und zwar der Verbraucher-Steuereinheit 56 und/oder dem Ladegerät 14, und zwar der Ladegerät-Steuereinheit 52 integriert sein. After the SoH value has been successfully calculated, the SoH value can be stored and/or saved in a database environment 28. In the present case, the database environment 28 is at least largely or completely integrated in the battery pack 16 and also in the battery pack control unit 36. Alternatively and/or additionally, the database environment 28 could also be at least partially integrated in the consumer 18, namely the consumer control unit 56 and/or the charger 14, namely the charger control unit 52.
In dem SoH-Ermittlungsschritt 202 kommuniziert der Verbraucher 18 mit zumindest der Datenbankumgebung 28 zur Ermittlung des SoH-Werts. In dem SoH-Er- mittlungsschritt 202 kann der SoH-Wert durch den Akkupack 16 bereitgestellt werden. Der Verbraucher 18, und zwar die Verbraucher-Steuereinheit 56 ruft in dem SoH-Ermittlungsschritt 202 aus der Datenbankumgebung 28 den SoH-Wert ab. Alternativ sind in der Datenbankumgebung 28 zumindest die Widerstandskenngröße, der Widerstand, die Temperaturkenngröße und/oder die Temperatur hinterlegbar und/oder speicherbar, welche beispielsweise durch den Erfassungsschritt 100, den Ermittlungsschritt 102, den weiteren Erfassungsschritt 104 und/oder den weiteren Ermittlungsschritt 106 erfasst und/oder mittelt werden konnten. Ist der Verbraucher 18 mit dem Akkupack 16 elektrisch verbunden oder kommuniziert drahtlos mit dem Akkupack 16, kann der Verbraucher 18, und zwar die Verbraucher-Steuereinheit 56 in dem SoH-Ermittlungsschritt 202 den SoH- Wert basierend auf von dem Akkupack 16 bereitgestellten Daten, und zwar den in der Datenbankumgebung 28 gespeicherten Daten ermitteln. In the SoH determination step 202, the consumer 18 communicates with at least the database environment 28 to determine the SoH value. In the SoH determination step 202, the SoH value can be provided by the battery pack 16. The consumer 18, namely the consumer control unit 56, retrieves the SoH value from the database environment 28 in the SoH determination step 202. Alternatively, at least the resistance parameter, the resistance, the temperature parameter and/or the temperature can be stored and/or saved in the database environment 28, which could be recorded and/or averaged, for example, by the detection step 100, the determination step 102, the further detection step 104 and/or the further determination step 106. If the load 18 is electrically connected to the battery pack 16 or communicates wirelessly with the battery pack 16, the load 18, namely the load control unit 56, can determine the SoH value in the SoH determination step 202 based on data provided by the battery pack 16, namely the data stored in the database environment 28.
Gemäß dem soeben beschriebenen Verfahren in Figur 3 kann in dem SoH-Er- mittlungsschritt 202 der SoH-Wert basierend auf zumindest einer ermittelten Widerstandskenngröße zumindest einer Akkuzelle des Akkupacks 16 ermittelt werden. Alternativ könnte in dem SoH-Ermittlungsschritt 202 der SoH-Wert auch basierend auf zumindest einer Änderung einer gemessenen Spannung zumindest einer Akkuzelle des Akkupacks 16 mit der Zeit bei gleichem Stromfluss abgeschätzt werden. Eine Abschätzung würde den SoH-Ermittlungsschritt 202 vereinfachen, jedoch kann dadurch der ermittelte SoH-Wert etwas ungenauer sein, als nach der bereits beschriebenen Berechnung. Folglich sind mehrere Vorgehensweisen zur Ermittlung des SoH-Werts in dem SoH-Ermittlungsschritt 202 möglich. According to the method just described in Figure 3, in the SoH determination step 202, the SoH value can be determined based on at least one determined resistance parameter of at least one battery cell of the battery pack 16. Alternatively, in the SoH determination step 202, the SoH value could also be determined based on at least one change in a measured voltage of at least of a battery cell of the battery pack 16 over time with the same current flow. An estimate would simplify the SoH determination step 202, but the determined SoH value may be somewhat less accurate than after the calculation already described. Consequently, several procedures for determining the SoH value in the SoH determination step 202 are possible.
Wurde der SoC- Ermittlungsschritt 202 und der SoH-Ermittlungsschritt 202 gemäß dem Verfahren nach Figur 2 durchgeführt, erfolgt anschließend ein Restlaufzeit- Berechnungsschritt 204, in welchem eine Restlaufzeit des Akkupacks 16 unter Berücksichtigung des SoC-Werts und des SoH-Werts berechnet wird. Ferner wird in dem Restlaufzeit-Berechnungsschritt 204 eine Strommessung zur Erfassung einer Stromkenngröße des Akkupacks 16 durchgeführt und die Stromkenngröße bei Berechnung der Restlaufzeit berücksichtigt. Alternativ wird in dem Restlaufzeit-Berechnungsschritt 204 eine Spannungsmessung zur Erfassung einer Spannungskenngröße des Akkupacks 16 durchgeführt und die Spannungskenngröße bei Berechnung der Restlaufzeit berücksichtigt. If the SoC determination step 202 and the SoH determination step 202 were carried out according to the method according to Figure 2, a remaining running time calculation step 204 is then carried out in which a remaining running time of the battery pack 16 is calculated taking into account the SoC value and the SoH value. Furthermore, in the remaining running time calculation step 204, a current measurement is carried out to record a current characteristic of the battery pack 16 and the current characteristic is taken into account when calculating the remaining running time. Alternatively, in the remaining running time calculation step 204, a voltage measurement is carried out to record a voltage characteristic of the battery pack 16 and the voltage characteristic is taken into account when calculating the remaining running time.
Der Restlaufzeit-Berechnungsschritt 204 kann von der Akkupack-Steuereinheit 36, der Ladegerät-Steuereinheit 52 und/oder der Verbraucher-Steuereinheit 56 durchgeführt werden. Vorliegend wird der Restlaufzeit-Berechnungsschritt 204 mittels der Analysevorrichtung 12 durchgeführt. Dabei kommuniziert die Akkupack-Steuereinheit 36 mit der Analysevorrichtung 12. Vorliegend kommuniziert die Akkupack-Steuereinheit 36 in dem Restlaufzeit-Berechnungsschritt 204 mit der Verbraucher-Steuereinheit 56. The remaining running time calculation step 204 can be carried out by the battery pack control unit 36, the charger control unit 52 and/or the consumer control unit 56. In the present case, the remaining running time calculation step 204 is carried out by means of the analysis device 12. In the present case, the battery pack control unit 36 communicates with the analysis device 12. In the present case, the battery pack control unit 36 communicates with the consumer control unit 56 in the remaining running time calculation step 204.
Um einem Benutzer die Restlaufzeit auszugeben, weist das System 10 eine Restlaufzeitausgabe 38 zur Ausgabe einer Restlaufzeit auf. Ferner weist das Verfahren gemäß Figur 2 einen Ausgabeschritt 206 zur Ausgabe der Restlaufzeit auf. Der Ausgabeschritt 206 erfolgt nach dem Restlaufzeit-Berechnungsschritt 204. Die Akkupack-Steuereinheit 36 und/oder die Verbraucher-Steuereinheit 56 kann die Ausgabe der Restlaufzeit veranlassen. In dieser beispielhaften Ausgestaltung weist der Akkupack 16 eine Ausgabeeinheit 30 auf, welche dazu vorgesehen ist, in dem Ausgabeschritt 206 die Restlaufzeit auszugeben. Die Ausgabeeinheit 30 ist Teil der Restlaufzeitausgabe 38. Alternativ und/oder zusätzlich könnte auch der Verbraucher 18 eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe der Restlaufzeit aufweisen, welche Teil der Restlaufzeitausgabe 38 ist. Die Ausgabe der Restlaufzeit kann akustisch und/oder optisch an den Benutzer erfolgen. In order to output the remaining running time to a user, the system 10 has a remaining running time output 38 for outputting a remaining running time. Furthermore, the method according to Figure 2 has an output step 206 for outputting the remaining running time. The output step 206 takes place after the remaining running time calculation step 204. The battery pack control unit 36 and/or the consumer control unit 56 can initiate the output of the remaining running time. In this exemplary embodiment, the battery pack 16 has an output unit 30 which is provided for outputting the remaining running time in the output step 206. The output unit 30 is part of the remaining running time output 38. Alternatively and/or additionally, the consumer 18 could also have an output unit for outputting the Remaining running time, which is part of the remaining running time output 38. The remaining running time can be output to the user acoustically and/or visually.
In der Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 3 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der Figur 4 eingefügt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungs-beispiels der Figuren 1 bis 3 verwiesen werden. Figure 4 shows a further embodiment of the invention. The following descriptions are essentially limited to the differences between the embodiments, whereby reference can be made to the description of the embodiment in Figures 1 to 3 with regard to identical components, features and functions. To distinguish the embodiments, the letter a is inserted into the reference numerals of the embodiment in Figure 4. With regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numerals, reference can also be made to the drawings and/or the description of the embodiment in Figures 1 to 3.
Figur 4 zeigt ein System 10a in einem alternativen Ausführungsbeispiel. Das System 10a weist einen Akkupack 16a, welcher ebenfalls als Wechselakkupack 26a ausgebildet ist, ein Ladegerät 14a für den Akkupack 16a und einen Verbraucher 18a auf. Ferner weist das System 10a eine Steuerungsumgebung 50a auf. Der Akkupack 16a weist eine Akkupack-Steuereinheit 36a auf. Die Akkupack-Steuereinheit 36a ist Teil der Steuerungsumgebung 50a. Das Ladegerät 14a weist eine Ladegerät-Steuereinheit 52a auf. Die Ladegerät-Steuereinheit 52a ist Teil der Steuerungsumgebung 50a. Ferner weist der Verbraucher 18a eine Verbraucher- Steuereinheit 56a auf. Die Verbraucher-Steuereinheit 56a ist Teil der Steuerungsumgebung 50a. Die Akkupack-Steuereinheit 36a, die Ladegerät-Steuereinheit 52a und/oder die Verbraucher-Steuereinheit 56a sind dazu vorgesehen, miteinander bzw. untereinander zu kommunizieren, und zwar vorliegend drahtlos. Figure 4 shows a system 10a in an alternative embodiment. The system 10a has a battery pack 16a, which is also designed as a removable battery pack 26a, a charger 14a for the battery pack 16a and a consumer 18a. The system 10a also has a control environment 50a. The battery pack 16a has a battery pack control unit 36a. The battery pack control unit 36a is part of the control environment 50a. The charger 14a has a charger control unit 52a. The charger control unit 52a is part of the control environment 50a. The consumer 18a also has a consumer control unit 56a. The consumer control unit 56a is part of the control environment 50a. The battery pack control unit 36a, the charger control unit 52a and/or the consumer control unit 56a are intended to communicate with each other, in this case wirelessly.
Zur zumindest teilweisen Durchführung eines Verfahrens zur Analyse des Zustands des Akkupacks 16a weist die Steuerungsumgebung 50a ein Batteriemanagementsystem 60a auf. Der Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 3 besteht darin, dass das Batteriemanagementsystem 60a vorliegend vollständig im Akkupack 16a integriert ist. Ferner ist in dieser beispielhaften Ausgestaltung der Akkupack 16a dazu vorgesehen, notwendige Messungen und/oder Erfassungen von Kenngrößen zumindest einer Akkuzelle des Akkupacks 16a selbst durchzuführen und/oder zu steuern, und zwar unabhängig von einer Verbraucher-Steuereinheit 56a. Vorliegend managt das in dem Akkupack 16a, und zwar der Akkupack-Steuereinheit 36a integrierte Batteriemanagementsystem 60a eine Überwachung und/oder Analyse des Zustands zumindest einer Zelle, bevorzugt aller Zellen des Akkupacks 16a. Ferner ist in dieser beispielhaften Ausgestaltung das Ladegerät 14a zusätzlich zur Erfassung der zumindest einen Widerstandskenngröße und/oder zur Erfassung der zumindest einen Temperaturkenngröße ausgebildet. Die Ladegerät-Steuereinheit 52a kommuniziert mit der Akkupack-Steuereinheit 36a, und zwar entweder in einem elektrisch verbundenen Zustand, beispielsweise beim Ladevorgang, oder drahtlos. To at least partially carry out a method for analyzing the state of the battery pack 16a, the control environment 50a has a battery management system 60a. The difference from the previously described embodiment according to Figures 1 to 3 is that the battery management system 60a is completely integrated in the battery pack 16a. Furthermore, in this exemplary embodiment, the battery pack 16a is provided to carry out and/or control necessary measurements and/or recordings of parameters of at least one battery cell of the battery pack 16a itself, and independently of a consumer control unit 56a. In the present case, the battery management system 60a integrated in the battery pack 16a, namely the battery pack control unit 36a, manages monitoring and/or analysis of the state of at least one cell, preferably all cells of the battery pack 16a. Furthermore, in this exemplary embodiment, the charger 14a is additionally designed to detect the at least one resistance parameter and/or to detect the at least one temperature parameter. The charger control unit 52a communicates with the battery pack control unit 36a, either in an electrically connected state, for example during the charging process, or wirelessly.
Zudem unterscheidet sich das vorliegende Ausführungsbeispiel von dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 3 in einer Datenbankumgebung 28a. Während in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 3 die Datenbankumgebung 28a vollständig im Akkupack 16a integriert war, ist die Datenbankumgebung 28a zumindest teilweise in einen privaten und/oder öffentlichen Server, beispielsweise einen privaten und/oder öffentlichen Server im Internet, integriert. Die Datenbankumgebung 28a weist vorliegend eine private und/oder öffentliche Cloud 24a auf. In addition, the present embodiment differs from the embodiment according to Figures 1 and 3 in a database environment 28a. While in the embodiment according to Figures 1 and 3 the database environment 28a was fully integrated in the battery pack 16a, the database environment 28a is at least partially integrated into a private and/or public server, for example a private and/or public server on the Internet. The database environment 28a here has a private and/or public cloud 24a.
Ferner umfasst das System 10a vorliegend ein externes Gerät 20a, welches in dieser beispielhaften Ausgestaltung als ein Handy ausgebildet ist. Eine Analysevorrichtung 12a des Systems 10a ist hierbei zumindest teilweise in dem externen Gerät 20a angeordnet. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 3 führt das externe Gerät 20a aufgrund der integrierten Analysevorrichtung 12a jeweils einen Berechnungsschritt zur Berechnung eines SoH- Werts des Akkupacks 16a und/oder einen Restlaufzeit-Berechnungsschritt zur Berechnung der Restlaufzeit basierend auf zumindest dem SoH-Wert und einem SoC-Wert des Akkupacks 16a aus und/oder durch. Zur Gewinnung des SoH- Werts und/oder des SoC-Werts und/oder zumindest einer mit dem SoH-Wert und/oder dem SoC-Wert korrelierten Kenngröße kommuniziert das externe Gerät 20a, vorliegend drahtlos mit dem Akkupack 16a, dem Verbraucher 18a, dem Ladegerät 14a und/oder der Datenbankumgebung 28a. Das externe Gerät 20a ist dazu vorgesehen, basierend auf von dem Akkupack 16a, dem Verbraucher 18a, dem Ladegerät 14a und/oder der Datenbankumgebung 28a bereitgestellten Daten den Berechnungsschritt zur Berechnung des SoH-Werts des Akkupacks 16a und/oder den Restlaufzeit-Berechnungsschritt zur Berechnung der Restlaufzeit durchzuführen. Nach Berechnung des SoH-Werts und/oder der Restlaufzeit kann das externe Gerät 20a Daten an den Akkupack 16a und/oder den Verbrau- eher 18a übermitteln, und zwar beispielsweise zur Anzeige der Restlaufzeit. Alternativ und/oder zusätzlich könnte auch das externe Gerät 20a die Restlaufzeit ausgeben, beispielsweise anzeigen. Furthermore, the system 10a in the present case comprises an external device 20a, which in this exemplary embodiment is designed as a cell phone. An analysis device 12a of the system 10a is arranged at least partially in the external device 20a. In contrast to the embodiment according to Figures 1 and 3, the external device 20a carries out and/or carries out a calculation step for calculating a SoH value of the battery pack 16a and/or a remaining running time calculation step for calculating the remaining running time based on at least the SoH value and a SoC value of the battery pack 16a due to the integrated analysis device 12a. To obtain the SoH value and/or the SoC value and/or at least one parameter correlated with the SoH value and/or the SoC value, the external device 20a communicates, in the present case wirelessly, with the battery pack 16a, the consumer 18a, the charger 14a and/or the database environment 28a. The external device 20a is designed to, based on information provided by the battery pack 16a, the consumer 18a, the charger 14a and/or the database environment 28a, Data to carry out the calculation step for calculating the SoH value of the battery pack 16a and/or the remaining running time calculation step for calculating the remaining running time. After calculating the SoH value and/or the remaining running time, the external device 20a can transmit data to the battery pack 16a and/or the consumer 18a, for example to display the remaining running time. Alternatively and/or additionally, the external device 20a could also output the remaining running time, for example by displaying it.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Analyse eines Zustands, insbesondere eines Gesundheitszustands, eines Akkupacks (16; 16a), insbesondere Wechselakkupacks (26; 26a), umfassend; 1. Method for analyzing a state, in particular a state of health, of a battery pack (16; 16a), in particular interchangeable battery packs (26; 26a), comprising;
- einen Erfassungsschritt (100) zur Erfassung zumindest einer Widerstandskenngröße; - a detection step (100) for detecting at least one resistance characteristic;
- einen Ermittlungsschritt (102) zur Ermittlung zumindest eines Widerstands basierend auf der Widerstandskenngröße, - a determination step (102) for determining at least one resistance based on the resistance parameter,
- einen weiteren Erfassungsschritt (104) zur Erfassung zumindest einer Temperaturkenngröße; - a further detection step (104) for detecting at least one temperature parameter;
- einen weiteren Ermittlungsschritt (106) zur Ermittlung zumindest einer Temperatur basierend auf der Temperaturkenngröße; und - a further determination step (106) for determining at least one temperature based on the temperature parameter; and
- einen Berechnungsschritt (108), in welchem ein SoH-Wert des Akkupacks (16; 16a) unter Berücksichtigung des zumindest einen Widerstands und zumindest der einen Temperatur berechnet wird. - a calculation step (108) in which a SoH value of the battery pack (16; 16a) is calculated taking into account the at least one resistance and at least one temperature.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Erfassungsschritt (100) eine Spannungsänderung zumindest einer Akkuzelle des Akkupacks (16; 16a) bei unterschiedlichen Ladeströmen oder Entladeströmen erfasst wird. 2. Method according to claim 1, characterized in that in the detection step (100) a voltage change of at least one battery cell of the battery pack (16; 16a) is detected at different charging currents or discharging currents.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ermittlungsschritt (102) zumindest zwei Widerstände der Akkuzelle des Akkupacks (16; 16a) zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelt werden. 3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that in the determination step (102) at least two resistances of the battery cell of the battery pack (16; 16a) are determined at different times.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Widerstands für alle Akkuzellen des Akkupacks (16; 16a) erfolgt, wobei der Berechnungsschritt (108) auf eine geringere Anzahl an Akkuzellen beschränkt ist. 4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the resistance is carried out for all battery cells of the battery pack (16; 16a), wherein the calculation step (108) is limited to a smaller number of battery cells.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Erfassungsschritt (100) jeweils pro Akkuzelle des Akkupacks (16; 16a) zumindest eine Widerstandskenngröße erfasst wird. 5. Method according to claim 4, characterized in that in the detection step (100) at least one resistance parameter is detected for each battery cell of the battery pack (16; 16a).
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ermittlungsschritt (102) der Widerstand von einer Akkuzelle des Akkupacks (16; 16a), welche die geringste Spannung und/oder einen höchsten Innenwiderstand aufweist, ermittelt wird. 6. Method according to claim 4 or 5, characterized in that in the determination step (102) the resistance of a battery cell of the battery pack (16; 16a) which has the lowest voltage and/or a highest internal resistance is determined.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Koeffizient einer Formel, welche zur Berechnung des SoH-Werts in dem Berechnungsschritt (108) herangezogen wird, mittels einer Methode des maschinellen Lernens bestimmt wird. 7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one coefficient of a formula which is used to calculate the SoH value in the calculation step (108) is determined by means of a machine learning method.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Methode des maschinellen Lernens selbstlernend ist. 8. The method according to claim 7, characterized in that the machine learning method is self-learning.
9. Analysevorrichtung (12; 12a) zur Durchführung eines Berechnungsschritts (108) zumindest nach Anspruch 1. 9. Analysis device (12; 12a) for carrying out a calculation step (108) at least according to claim 1.
10. System (10; 10a) umfassend eine Analysevorrichtung (12; 12a) nach Anspruch 9 und einen Verbraucher (18; 18a), wobei die Analysevorrichtung (12; 12a) zumindest teilweise in dem Verbraucher (18; 18a) integriert ist. 10. System (10; 10a) comprising an analysis device (12; 12a) according to claim 9 and a consumer (18; 18a), wherein the analysis device (12; 12a) is at least partially integrated in the consumer (18; 18a).
11. System (10) umfassend eine Analysevorrichtung (12) nach Anspruch 9 und ein Ladegerät (14) für ein Akkupack (16), insbesondere Wechselakkupack, wobei der Akkupack (16) zur Erfassung der zumindest einen Widerstandskenngröße und/oder zur Erfassung der zumindest einen Temperaturkenngröße ausgebildet ist. System (10a) umfassend eine Analysevorrichtung (12a) nach Anspruch 9 und ein Ladegerät (14a) für ein Akkupack (16a), insbesondere Wechselakkupack, wobei das Ladegerät (14a) zur Erfassung der zumindest einen Widerstandskenngröße und/oder zur Erfassung der zumindest einen Tempe- raturkenngröße ausgebildet ist. Computerprogramm (70), umfassend Befehle, die bei einer Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen. 11. System (10) comprising an analysis device (12) according to claim 9 and a charger (14) for a battery pack (16), in particular a removable battery pack, wherein the battery pack (16) is designed to detect the at least one resistance parameter and/or to detect the at least one temperature parameter. System (10a) comprising an analysis device (12a) according to claim 9 and a charger (14a) for a battery pack (16a), in particular a removable battery pack, wherein the charger (14a) is designed to detect the at least one resistance parameter and/or to detect the at least one temperature parameter. Computer program (70) comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out a method according to one of claims 1 to 8.
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