DE102018120285A1 - Modular battery and method for operating a modular battery - Google Patents

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Bastian Schaar
Arne-Christian Voigt
Holger Lange
Jörg Fritsche
Markus Kielsmeier
Thomas Schulenburg
Christoph Käppner
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine modular aufgebaute Batterie (100), aufweisend mehrere Batteriezellen (101) und eine Erfassungseinheit (20) zur Erfassung eines Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100). Hierzu ist erfindungsgemäß ein Aktuator (40) vorgesehen, um einen Druck (P) in der Batterie (100) in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) einzustellen.The invention relates to a modular battery (100), comprising a plurality of battery cells (101) and a detection unit (20) for detecting an operating state (I, U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100). For this purpose, an actuator (40) is provided according to the invention in order to set a pressure (P) in the battery (100) as a function of the detected operating state (I, U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100).

Description

Die Erfindung betrifft eine modular aufgebaute Batterie nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruches und ein Fahrzeug mit einer entsprechenden modular aufgebauten Batterie nach dem nebengeordneten unabhängigen Vorrichtungsanspruch. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer modular aufgebauten Batterie nach dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruches.The invention relates to a modular battery according to the preamble of the independent device claim and a vehicle with a corresponding modular battery according to the independent independent device claim. In addition, the invention relates to a method for operating a modular battery according to the preamble of the independent method claim.

Batteriezellen, z.B. Lithium-Ionen-Batteriezellen, unterliegen im Betrieb einer fortschreitenden Alterung. Diese Alterung verändert die für den Betrieb relevanten Eigenschaften der Batterie, wie z.B. Kapazität, Innenwiderstand, Selbstentladerate, Leistungs-Liefervermögen, mögliche Laderate, mechanische Eigenschaften usw. Es ist bekannt, dass sich der Verlauf der Zellalterung durch mechanische Krafteinwirkung auf die Zelle beeinflussen lässt. Häufig werden bei bekannten Batterien die Batteriezellen mechanisch vorgespannt, um der Zeitalterung entgegenzuwirken. Häufig werden die Batteriezellen innerhalb der Batterie mit einem konstanten Druck verspannt. Allerdings kann sich der Verspannungszustand der Batteriezellen mit der Alterung der Zellen verändern, da die Zellen mit der steigenden Lebensdauer eine Dickenzunahme (sog. „Swelling“) aufweisen können. Dazu kommt noch eine betriebspunktabhängige Dickenzunahme der Batteriezellen, z.B. in Abhängigkeit von einem Ladezustand oder „State of Charge“ (SOC), einem Alterungszustand oder „State of Health“ (SOH), einer entnehmbaren Stromrate, einer Temperatur usw.Battery cells, such as lithium-ion battery cells, are subject to progressive aging during operation. This aging changes the properties of the battery relevant for operation, such as capacity, internal resistance, self-discharge rate, power delivery capacity, possible charging rate, mechanical properties, etc. It is known that the course of cell aging can be influenced by mechanical force acting on the cell. In the case of known batteries, the battery cells are frequently mechanically pretensioned in order to counteract the aging. The battery cells within the battery are often clamped at a constant pressure. However, the state of tension of the battery cells can change with the aging of the cells, since the cells can have a thickness increase (so-called "swelling") with increasing life. In addition, there is an increase in the thickness of the battery cells depending on the operating point, e.g. depending on a state of charge or state of charge ( SOC ), a state of health or "State of Health" (SOH), a removable current rate, a temperature, etc.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, mindestens einen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil bei einer modular aufgebauten Batterie zumindest teilweise zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine modular aufgebaute Batterie bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und welche mit einer verbesserten, insbesondere flexiblen, vorzugsweise steuerbaren, Druckbeaufschlagung bzw. Drucksteuerung der Batteriezellen bereitgestellt wird, die an die Alterung und an die betriebspunktabhängige Dickenzunahme der Batteriezellen angepasst ist. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes Fahrzeug bereitzustellen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer modular aufgebauten Batterie bereitzustellen, welches zuverlässig und schonend für die Batteriezellen ausgeführt werden kann und welches eine verlängerte Lebensdauer sowie verbesserte Leistung der Batterie ermöglicht.The object of the invention is therefore to at least partially overcome at least one disadvantage known from the prior art in a modular battery. In particular, it is an object of the invention to provide a battery of modular design, which is of simple construction and which is provided with an improved, in particular flexible, preferably controllable, pressurization or pressure control of the battery cells, which is adapted to the aging and the increase in the thickness of the battery cells depending on the operating point is. It is also an object of the invention to provide a corresponding vehicle. Furthermore, it is an object of the invention to provide an improved method for operating a modular battery, which can be carried out reliably and gently for the battery cells and which enables an extended service life and improved performance of the battery.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch eine modular aufgebaute Batterie mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches, insbesondere aus dem kennzeichnenden Teil, durch ein entsprechendes Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer modular aufgebauten Batterie mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruches, insbesondere aus dem kennzeichnenden Teil. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung aufgeführt. Merkmale, die zu den einzelnen Erfindungsaspekten offenbart werden, können in der Weise miteinander kombiniert werden, dass bzgl. der Offenbarung zu den Erfindungsaspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The object of the invention is achieved by a modular battery with the features of the independent device claim, in particular from the characterizing part, by a corresponding vehicle with the features of the independent device claim and by a method for operating a modular battery with the features of the independent method claim, especially from the characteristic part. Preferred developments of the invention are listed in the dependent claims. Features that are disclosed for the individual aspects of the invention can be combined with one another in such a way that reference is always made or can be made to one another with respect to the disclosure of the aspects of the invention.

Die Erfindung stellt eine modular aufgebaute Batterie (oder im Weiteren einfach Batterie) bereit, aufweisend: mehrere Batteriezellen und eine Erfassungseinheit zur Erfassung zumindest eines Betriebszustandes der Batterie. Hierzu ist erfindungsgemäß ein Aktuator, der vorzugsweise in der Batterie angeordnet ist, vorgesehen, um einen Druck in der Batterie (d. h. einen Verspanndruck der Batteriezellen innerhalb der Batterie) in Abhängigkeit des zumindest einen erfassten Betriebszustandes der Batterie einzustellen, wobei insbesondere dem erfassten Betriebszustand mithilfe einer Steuereinheit ein entsprechendes Alterungsmodell der Batterie zugeordnet wird, wobei vorzugsweise der Druck nach diesem Alterungsmodell mithilfe der Steuereinheit ausgewählt und mithilfe des Aktuators bereitgestellt wird, der eine maximale Lebensdauer der Batterie ermöglicht.The invention provides a modular battery (or simply a battery hereinafter), comprising: a plurality of battery cells and a detection unit for detecting at least one operating state of the battery. For this purpose, according to the invention, an actuator, which is preferably arranged in the battery, is provided in order to set a pressure in the battery (ie a clamping pressure of the battery cells within the battery) as a function of the at least one detected operating state of the battery, in particular the detected operating state with the aid of a A corresponding aging model of the battery is assigned to the control unit, the pressure preferably being selected according to this aging model with the aid of the control unit and provided with the aid of the actuator, which enables a maximum service life of the battery.

Unter dem Betriebszustand der Batterie im Sinne der Erfindung kann eine umfassende Zusammenstellung unterschiedlicher Betriebsparameter der Batterie verstanden werden, wie z. B. einer Temperatur, eines Ladezustandes oder „State of Charge“ (SOC), eines Alterungszustandes oder „State of Health“ (SOH), einer Stromanforderung usw. Der Aktuator im Sinne der Erfindung setzt aktiv die Steuerbefehle einer Steuereinheit in einen geeigneten Druck in der Batterie um. Die Steuereinheit umfasst wiederum verschiedene Alterungsmodelle für die Batterie, die in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes individuell ausgewählt werden können. Jedes Alterungsmodell umfasst eine Funktion der Lebensdauer der Batterie in Abhängigkeit von dem Druck in der Batterie. In Kenntnis des passenden Alterungsmodells kann folglich ein optimaler Druck ermittelt werden, der nach diesem Alterungsmodell eine maximale Lebensdauer der Batterie verspricht.Under the operating state of the battery in the sense of the invention can be understood a comprehensive compilation of different operating parameters of the battery, such as. B. a temperature, a state of charge or "State of Charge" ( SOC ), an aging condition or "State of Health" ( SOH ), a current request, etc. The actuator in the sense of the invention actively converts the control commands of a control unit into a suitable pressure in the battery. The control unit in turn comprises different aging models for the battery, which can be selected individually depending on the detected operating state. Each aging model includes a function of the life of the battery depending on the pressure in the battery. Knowing the appropriate aging model, an optimum pressure can consequently be determined which, according to this aging model, promises a maximum battery life.

Die modular aufgebaute Batterie kann vorteilhafterweise in mobilen Anwendungen, bspw. in Fahrzeugen, oder in stationären Anwendungen, bspw. in Generatoren, eingesetzt werden.The modular battery can advantageously be used in mobile applications, for example in vehicles, or in stationary applications, for example in generators.

Ein Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass der Sollwert für den Druck in der Batterie bzw. für den Verspanndruck oder die Verspannkraft der Batteriezellen innerhalb der Batterie über ein Alterungsmodell geliefert wird, das zu jedem Betriebszustand der Batterie den optimalen Druck ermittelt. Das Alterungsmodell kann in einer speziellen Steuereinheit oder direkt in einem Batterie-Management-System integriert werden. Die Steuereinheit bestimmt die optimale Verspannkraft der Batteriezellen oder den optimalen Druck in der Batterie auf Basis der bekannten Historie, der aktuellen sowie der zu erwartenden Betriebsparameter der Batterie, die zusammen den Betriebszustand der Batterie darstellen. Die Steuereinheit steuert einen Aktuator, der aktiv, flexibel und betriebspunktorientiert zu jeder Zeit den optimalen Verspanndruck auf die Batteriezellen ausübt, was zu einer signifikanten Verlängerung ihrer Lebensdauer sowie zu allgemeinen Performance-Verbesserungen, wie z. B. Stromraten etc., führt. One idea of the invention is that the target value for the pressure in the battery or for the clamping pressure or the clamping force of the battery cells within the battery is supplied via an aging model which determines the optimum pressure for each operating state of the battery. The aging model can be integrated in a special control unit or directly in a battery management system. The control unit determines the optimal clamping force of the battery cells or the optimal pressure in the battery on the basis of the known history, the current and the expected operating parameters of the battery, which together represent the operating state of the battery. The control unit controls an actuator that actively, flexibly and operating point-oriented exerts the optimal clamping pressure on the battery cells at any time, which leads to a significant extension of their lifespan as well as to general performance improvements, such as. B. current rates, etc. leads.

Ferner kann die Erfindung bei einer modular aufgebauten Batterie vorsehen, dass eine hydraulische Kühlvorrichtung zum Temperieren und zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen vorgesehen ist. Durch die hydraulische Kühlvorrichtung kann eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung der Batteriezellen erfolgen. Zugleich kann die hydraulische Kühlvorrichtung die Batterie auf eine geeignete Temperatur für den erfassten Betriebszustand temperieren. Ferner kann die hydraulische Kühlvorrichtung eine Zulaufleitung zu und eine Ablaufleitung von der Batterie aufweisen. Über die Zulaufleitung kann ein temperiertes Kühlmittel zu der Batterie geleitet werden. Über die Ablaufleitung kann ein Kühlmittel abgeführt werden, welches die Abwärme der Batteriezellen aufgenommen hat. Die Batterie kann ein Gehäuse für die Batteriezellen aufweisen, in welches das Kühlmittel durch die Zulaufleitung eingeleitet werden kann. Vorteilhafterweise können die Batteriezellen in flexiblen, insbesondere Kühlmittel undurchlässigen, Hüllen aufgenommen werden. Das Kühlmittel umströmt die Batteriezellen und temperiert somit die Zellen. Außerdem werden die Zellen mithilfe des Kühlmittels hydrostatisch gelagert. Das Kühlmittel, welches die Abwärme der Batteriezellen aufgenommen hat, wird aus dem Gehäuse mithilfe der Ablaufleitung abgeleitet.In the case of a modular battery, the invention can also provide that a hydraulic cooling device is provided for temperature control and for hydrostatic mounting of the battery cells. The hydraulic cooling device enables the battery cells to be pressurized evenly. At the same time, the hydraulic cooling device can temper the battery to a suitable temperature for the detected operating state. Furthermore, the hydraulic cooling device can have an inlet line to and an outlet line from the battery. A temperature-controlled coolant can be conducted to the battery via the feed line. A coolant that has absorbed the waste heat from the battery cells can be removed via the drain line. The battery can have a housing for the battery cells, into which the coolant can be introduced through the feed line. The battery cells can advantageously be accommodated in flexible, in particular coolant-impermeable, sleeves. The coolant flows around the battery cells, thus tempering the cells. The cells are also stored hydrostatically using the coolant. The coolant that has absorbed the waste heat from the battery cells is discharged from the housing using the drain line.

Weiterhin kann die Erfindung vorsehen, dass der Aktuator in einer Zulaufleitung einer hydraulischen Kühlvorrichtung zu der Batterie angeordnet sein kann. Mithin kann der Aktuator einen hydraulischen Druck auf die Batteriezellen ausüben.Furthermore, the invention can provide that the actuator can be arranged in an inlet line of a hydraulic cooling device to the battery. The actuator can therefore exert a hydraulic pressure on the battery cells.

Des Weiteren kann die Erfindung vorsehen, dass der Aktuator dazu ausgeführt ist, den Druck in der Batterie als einen hydraulischen Druck in einer hydraulischen Kühlvorrichtung in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes der Batterie einzustellen. Der hydraulische Druck beaufschlagt die Batteriezellen gleichmäßig und schonend. Der hydraulische Druck kann vorteilhafterweise Betriebszustand orientiert und entsprechend der Alterung der Batteriezellen eingestellt werden. Auf diese Weise können verbesserte Betriebsbedingungen für die Batterie bereitgestellt werden.Furthermore, the invention can provide that the actuator is designed to set the pressure in the battery as a hydraulic pressure in a hydraulic cooling device as a function of the detected operating state of the battery. The hydraulic pressure acts evenly and gently on the battery cells. The hydraulic pressure can advantageously be oriented to the operating state and set in accordance with the aging of the battery cells. In this way, improved operating conditions for the battery can be provided.

Zudem kann die Erfindung bei einer modular aufgebauten Batterie vorsehen, dass der Betriebszustand der Batterie mehrere Betriebsparameter der Batterie umfasst, wie einen Strom, eine Spannung, eine Kapazität, eine Temperatur, einen Innenwiderstand, einen Alterungszustand, einen Ladezustand, eine Selbstentladerate, eine mögliche Laderate, ein Leistungs-Liefervermögen, eine Leistungsanforderung, mechanische und/oder geometrische Eigenschaften der Batterie. Somit kann der Betriebszustand der Batterie eine umfassende Zusammenstellung der Betriebsparameter der Batterie aufweisen.In addition, in the case of a modular battery, the invention can provide that the operating state of the battery comprises several operating parameters of the battery, such as a current, a voltage, a capacity, a temperature, an internal resistance, an aging state, a state of charge, a self-discharge rate, and a possible charging rate , a performance delivery capacity, a performance requirement, mechanical and / or geometric properties of the battery. The operating state of the battery can thus have a comprehensive compilation of the operating parameters of the battery.

Vorteilhafterweise kann die Erfassungseinheit mindestens einen Sensor aufweisen, um mindestens einen Betriebsparameter der Batterie zum Bestimmen des Betriebszustandes der Batterie zu erfassen, wobei die Betriebsparameter der Batterie sein können: Strom (I), Spannung (U), Kapazität (C), Temperatur (T), Innenwiderstand (R), Alterungszustand (SOH), Ladezustand (SOC), Selbstentladerate, mögliche Laderate, Leistungs-Liefervermögen, Leistungsanforderung, mechanische und/oder geometrische Eigenschaften der Batterie. Somit kann der Betrieb der Batterie überwacht werden.The detection unit can advantageously have at least one sensor in order to detect at least one operating parameter of the battery for determining the operating state of the battery, the operating parameters of the battery being: current ( I ), Tension ( U ), Capacity ( C ), Temperature ( T ), Internal resistance ( R ), State of aging ( SOH ), State of charge ( SOC ), Self-discharge rate, possible charge rate, power delivery capacity, power requirement, mechanical and / or geometric properties of the battery. The operation of the battery can thus be monitored.

Außerdem kann die Erfindung bei einer modular aufgebauten Batterie eine Steuereinheit vorsehen, die dazu ausgelegt ist, den Aktuator anzusteuern, um einen, insbesondere optimalen, Druck in der Batterie einzustellen, der gemäß einem dem erfassten Betriebszustand entsprechenden Alterungsmodell der Batterie eine maximale Lebensdauer der Batterie ermöglicht, wobei insbesondere das Alterungsmodell in Abhängigkeit von dem erfassten Betriebszustand der Batterie bestimmbar ist. Somit kann ein optimaler Druck ermittelt werden, der zum Betrieb der Batterie bei dem erfassten Betriebszustand geeignet ist.In addition, in the case of a modular battery, the invention can provide a control unit which is designed to control the actuator in order to set an, in particular optimal, pressure in the battery which, according to an aging model of the battery corresponding to the detected operating state, enables a maximum service life of the battery , in particular the aging model being determinable as a function of the detected operating state of the battery. In this way, an optimal pressure can be determined that is suitable for operating the battery in the detected operating state.

Ferner kann die Steuereinheit im Rahmen der Erfindung einen Speicher aufweisen, in welchem für unterschiedliche Betriebszustände der Batterie entsprechende Alterungsmodelle der Batterie als Funktionen der Lebensdauer der Batterie in Abhängigkeit von dem Druck in der Batterie hinterlegt sind. Somit kann eine Steuerung für den Druck bereitgestellt werden, die dafür sorgt, dass die Batteriezellen innerhalb der Batterie einen geeigneten Verspanndruck erfahren.Furthermore, in the context of the invention, the control unit can have a memory in which corresponding aging models of the battery for different operating states of the battery are stored as functions of the service life of the battery as a function of the pressure in the battery. A control for the pressure can thus be provided, which ensures that the battery cells within the battery experience a suitable clamping pressure.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die Steuereinheit im Rahmen der Erfindung, bspw. mithilfe einer speziellen Leistungselektronik, dem erfassten Betriebszustand der Batterie ein entsprechendes Alterungsmodell zuordnet. Somit kann eine intelligente, insbesondere Betriebszustand orientierte, Steuerung für den Druck in der Batterie ermöglicht werden.Furthermore, it can be advantageous if the control unit within the scope of the invention, for example. With the help of special power electronics, a corresponding aging model is assigned to the recorded operating state of the battery. This enables an intelligent, in particular operating state-oriented, control for the pressure in the battery.

Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn die Steuereinheit im Rahmen der Erfindung dazu ausgelegt sein kann, einen Betriebszustand der Batterie zu einem späteren Zeitpunkt in Abhängigkeit von dem erfassten Betriebszustand und einer erwarteten Verwendung und/oder einem erwarteten Einsatzort der Batterie zu diesem späteren Zeitpunkt zu prognostizieren, wobei das Alterungsmodell in Abhängigkeit von dem prognostizierten Betriebszustand der Batterie bestimmt wird. Somit kann eine vorausschauende Steuerung des Druckes in der Batterie bereitgestellt werden. Eine erwartete Verwendung (bspw. bei Ruhephasen, bei Stoßzeiten, bei einer Umstellung auf einen Elektroantrieb in einem Hybridfahrzeug in einer zu durchfahrenden Umweltzone) und/oder ein erwarteter Einsatzort (bspw. bei einer Bergabfahrt, einer Autobahnfahrt, einer Stadtfahrt usw.) der Batterie können/kann mithilfe von Überwachungssystemen, Navigationseinheiten, Routenplanungssystemen, intelligenten Bordcomputern oder Ähnlichem bestimmt werden.Furthermore, it can be advantageous if the control unit can be designed within the scope of the invention to determine an operating state of the battery at a later point in time as a function of the detected operating state and an expected use and / or an expected place of use of the battery at this later point in time predict, the aging model being determined as a function of the predicted operating state of the battery. Predictive control of the pressure in the battery can thus be provided. An expected use (e.g. during periods of rest, at peak times, when switching to an electric drive in a hybrid vehicle in an environmental zone to be driven through) and / or an expected location (e.g. when driving downhill, on a motorway, in a city, etc.) of the battery can / can be determined using monitoring systems, navigation units, route planning systems, intelligent on-board computers or the like.

Im Rahmen der Erfindung ist es zudem denkbar, dass die Steuereinheit innerhalb eines Batterie-Management-Systems implementiert ist. Somit können die Vorteile im Rahmen der Erfindung mit vorhandenen Mitteln der Batterie erreicht werden.It is also conceivable within the scope of the invention that the control unit is implemented within a battery management system. The advantages within the scope of the invention can thus be achieved with existing means of the battery.

Außerdem stellt die Erfindung ein Fahrzeug mit einer modular aufgebauten Batterie bereit, die wie oben beschrieben ausgebildet sein kann. Mithilfe des erfindungsgemäßen Fahrzeuges werden die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.In addition, the invention provides a vehicle with a modular battery, which can be configured as described above. With the aid of the vehicle according to the invention, the same advantages are achieved which were described above in connection with the battery according to the invention. These advantages are referred to in full in the present case.

Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer modular aufgebauten Batterie gelöst, die mehrere Batteriezellen und eine Erfassungseinheit zur Erfassung eines Betriebszustandes der Batterie aufweist, wobei ein Aktuator, der insbesondere Teil der Batterie ist, angesteuert wird, um einen Druck in der Batterie in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes der Batterie einzustellen, wobei insbesondere dem erfassten Betriebszustand ein entsprechendes Alterungsmodell der Batterie zugeordnet wird, wobei vorzugsweise ein Druck nach diesem Alterungsmodell ausgewählt wird, der eine maximale Lebensdauer der Batterie ermöglicht. Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ebenfalls die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.Furthermore, the object according to the invention is achieved by a method for operating a modular battery, which has a plurality of battery cells and a detection unit for detecting an operating state of the battery, an actuator, which is in particular part of the battery, being controlled to set a pressure in the battery to be set as a function of the detected operating state of the battery, in particular a corresponding aging model of the battery being assigned to the detected operating state, wherein preferably a pressure is selected according to this aging model which enables a maximum service life of the battery. The same advantages as described above in connection with the battery according to the invention are also achieved with the aid of the method according to the invention. These advantages are referred to in full in the present case.

Weiterhin kann die Erfindung im Rahmen des Verfahrens vorsehen, dass eine Steuereinheit den Aktuator derart ansteuert, dass ein, insbesondere optimaler, Druck in der Batterie eingestellt wird, der gemäß einem Alterungsmodell der Batterie, welches dem erfassten Betriebszustand der Batterie entspricht, eine maximale Lebensdauer der Batterie ermöglicht. Das passende Alterungsmodell wird in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes der Batterie ausgewählt. Somit kann ein geeigneter Druck aktiv und flexibel eingestellt werden, der zu optimalen Betriebsbedingungen der Batterie bei dem erfassten Betriebszustand führt.Furthermore, the invention can provide within the scope of the method that a control unit controls the actuator in such a way that an, in particular optimal, pressure is set in the battery which, according to an aging model of the battery, which corresponds to the detected operating state of the battery, has a maximum service life of the battery Battery enables. The appropriate aging model is selected depending on the recorded operating state of the battery. A suitable pressure can thus be set actively and flexibly, which leads to optimal operating conditions of the battery in the detected operating state.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur einen beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer modular aufgebauten Batterie im Sinne der Erfindung und
  • 2 ein beispielhaftes Alterungsmodell für einen erfassten Betriebszustand der Batterie.
Further measures improving the invention are described in more detail below with the description of the preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the figures. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination. It should be noted that the figures are only descriptive and are not intended to limit the invention in any way. Show it:
  • 1 a schematic representation of a modular battery in the sense of the invention and
  • 2 an exemplary aging model for a detected operating state of the battery.

Die 1 zeigt eine modular aufgebaute Batterie 100, die mehrere Batteriezellen 101 umfasst, die in Form von Lithium-Ionen-Batteriezellen 101, bspw. Pouch-Zellen, ausgebildet sein können. Die modular aufgebaute Batterie 100 umfasst eine hydraulische Kühlvorrichtung 10 zum Temperieren der Batterie 100, die außerdem zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen 101 ausgeführt ist. Ferner umfasst die Batterie 100 eine Erfassungseinheit 20 zur Erfassung eines Betriebszustandes I, U, C, T, R, SOH, SOC der Batterie 100.The 1 shows a modular battery 100 who have multiple battery cells 101 includes that in the form of lithium-ion battery cells 101 , for example. Pouch cells, can be formed. The modular battery 100 includes a hydraulic cooling device 10 for tempering the battery 100 which are also used for hydrostatic storage of the battery cells 101 is executed. The battery also includes 100 a registration unit 20 to record an operating state I . U . C . T . R . SOH . SOC the battery 100 ,

Die Batteriezellen 101 unterliegen im Betrieb einer fortschreitenden Alterung. Diese Alterung verändert die für den Betrieb relevanten Eigenschaften der Batterie 100, wie z.B. Kapazität C, Innenwiderstand R, Selbstentladerate, Leistungs-Liefervermögen, mögliche Laderate, mechanische Eigenschaften usw. Außerdem bewirkt diese Alterung, dass die Batteriezellen 101 eine Dickenzunahme (sog. „Swelling“) aufweisen können. Dazu kommt noch eine betriebspunktabhängige Dickenzunahme der Batteriezellen 101, z.B. in Abhängigkeit von einem Ladezustand oder „State of Charge“ SOC, einem Alterungszustand oder „State of Health“ SOH, einer entnehmbaren Stromrate, einer Temperatur T usw.The battery cells 101 are subject to progressive aging in operation. This aging changes the properties of the battery that are relevant for operation 100 , such as capacity C , Internal resistance R , Self-discharge rate, power delivery capacity, possible charge rate, mechanical properties etc. In addition, this aging causes the battery cells 101 may show an increase in thickness (so-called "swelling"). In addition, there is an increase in the thickness of the battery cells depending on the operating point 101 , for example depending on a state of charge or "State of Charge" SOC , one State of health SOH , a removable current rate, a temperature T etc.

Bei der erfindungsgemäßen Batterie 100 ist erfindungsgemäß ein Aktuator 40 vorgesehen, um einen Druck D in der Batterie 100 (d. h. einen Verspanndruck der Batteriezellen 101 innerhalb der Batterie100) in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes I, U, C, T, R, SOH, SOC der Batterie 100 einzustellen.In the battery according to the invention 100 is an actuator according to the invention 40 provided to a pressure D in the battery 100 (ie a tensioning pressure of the battery cells 101 within the battery 100) depending on the detected operating state I . U . C . T . R . SOH . SOC the battery 100 adjust.

Dem erfassten Betriebszustand I, U, C, T, R, SOH, SOC wird im Rahmen der Erfindung mithilfe einer Steuereinheit 30 ein entsprechendes Alterungsmodell L(P) der Batterie 100 zugeordnet (s. die Funktion f in der 2). Gemäß dem ausgewählten Alterungsmodell L(P) wird durch die Steuereinheit 30 ein, insbesondere optimaler, Druck P* ausgewählt, der einer maximalen Lebensdauer Lmax der Batterie 100 entspricht (s. das Maximum Lmax(P*) der in der 2 gezeigten Funktion f). Die Steuereinheit 30 steuert wiederum den Aktuator 40 an, um diesen optimalen Druck P* in der Batterie 100 einzustellen.The recorded operating status I . U . C . T . R . SOH . SOC is within the scope of the invention using a control unit 30 a corresponding aging model L (P) the battery 100 assigned (see the function f in the 2 ). According to the selected aging model L (P) is through the control unit 30 a, especially optimal, pressure P * selected of a maximum lifespan Lmax the battery 100 corresponds (see the maximum L max (P *) to that in the 2 shown function f ). The control unit 30 in turn controls the actuator 40 at this optimal pressure P * in the battery 100 adjust.

Der Druck P kann vorzugsweise als ein hydraulischer Druck P zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen 101 eingestellt werden. Hierzu kann der Aktuator 40 in einer Zulaufleitung 11 der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 angeordnet sein. Der Aktuator 40 kann bspw. in Form einer Pumpe oder eines Verdichters ausgebildet sein.The pressure P can preferably as a hydraulic pressure P for hydrostatic storage of the battery cells 101 can be set. The actuator can do this 40 in an inlet pipe 11 the hydraulic cooling device 10 be arranged. The actuator 40 can, for example, be in the form of a pump or a compressor.

Unter dem Betriebszustand I, U, C, T, R, SOH, SOC der Batterie 100 im Sinne der Erfindung kann eine umfassende Zusammenstellung unterschiedlicher Betriebsparameter der Batterie 100 verstanden werden, umfassend z. B.: einen Strom I, eine Spannung U, eine Kapazität C, eine Temperatur T, einen Innenwiderstand R, einen Alterungszustand SOH, einen Ladezustand SOC, eine Selbstentladerate, eine mögliche Laderate, ein Leistungs-Liefervermögen, eine Leistungsanforderung, mechanische und/oder geometrische Eigenschaften der Batterie 100 usw.Under the operating condition I . U . C . T . R . SOH . SOC the battery 100 In the sense of the invention, a comprehensive compilation of different operating parameters of the battery 100 be understood, including z. For example: a stream I , a tension U , a capacity C , a temperature T , an internal resistance R , an aging condition SOH , a state of charge SOC , a self-discharge rate, a possible charging rate, a power delivery capacity, a power requirement, mechanical and / or geometric properties of the battery 100 etc.

Der Aktuator 40 setzt aktiv die Steuerbefehle der Steuereinheit 30 in einen geeigneten Druck P in der Batterie 100 um. Mithilfe der Steuereinheit 30 wird im Sinne der Erfindung der Sollwert für den Druck P in der Batterie 100 bzw. für den Verspanndruck oder die Verspannkraft der Batteriezellen 101 innerhalb der Batterie 100 über ein Alterungsmodell L(P) geliefert, das zu jedem Betriebszustand I, U, C, T, R, SOH, SOC der Batterie 100 den optimalen Druck P* ermittelt. Hierzu kann die Steuereinheit 30 mit einer entsprechenden Leistungselektronik bereitgestellt werden.The actuator 40 actively sets the control commands of the control unit 30 in a suitable pressure P in the battery 100 around. Using the control unit 30 is the target value for the pressure in the sense of the invention P in the battery 100 or for the clamping pressure or the clamping force of the battery cells 101 inside the battery 100 about an aging model L (P) delivered to every operating condition I . U . C . T . R . SOH . SOC the battery 100 the optimal pressure P * determined. The control unit can do this 30 be provided with appropriate power electronics.

Vorteilhafterweise kann die Steuereinheit 30 den optimalen Druck P* in der Batterie 100 auf Basis der bekannten Historie, der aktuellen sowie der zu erwartenden Betriebsparameter der Batterie einstellen. Eine solche Ansteuerung des Druckes P in der Batterie 100 führt zu einer signifikanten Verlängerung ihrer Lebensdauer sowie zu allgemeinen Performance-Verbesserungen.The control unit can advantageously 30 the optimal pressure P * in the battery 100 Set based on the known history, the current and expected operating parameters of the battery. Such control of the pressure P in the battery 100 leads to a significant extension of their lifespan as well as general performance improvements.

Die Steuereinheit 30 umfasst einen Speicher 31, in welchem verschiedene Alterungsmodelle L(P) für die Batterie 100 gespeichert sind, die in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes I, U, C, T, R, SOH, SOC individuell ausgewählt werden können. Jedes Alterungsmodell L(P) umfasst eine Funktion f der Lebensdauer L der Batterie 100 in Abhängigkeit von dem Druck P in der Batterie 100. In Kenntnis des passenden Alterungsmodells L(P) kann folglich ein optimaler Druck P* ermittelt werden, der nach diesem Alterungsmodell L(P) eine maximale Lebensdauer Lmax der Batterie 100 ermöglicht.The control unit 30 includes a memory 31 in which different aging models L (P) for the battery 100 are saved depending on the detected operating state I . U . C . T . R . SOH . SOC can be selected individually. Any aging model L (P) includes a function f the lifespan L the battery 100 depending on the pressure P in the battery 100 , With knowledge of the appropriate aging model L (P) can therefore be an optimal pressure P * be determined using this aging model L (P) a maximum lifespan Lmax the battery 100 allows.

Die Batterie 100 kann weiterhin ein, vorzugsweise druckbeständiges, Gehäuse 102 für die Batteriezellen 101 aufweisen, in welches das Kühlmittel durch die Zulaufleitung 11 der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 eingeleitet werden kann. Vorteilhafterweise können die Batteriezellen 101 in flexiblen, insbesondere Kühlmittel undurchlässigen, Hüllen aufgenommen werden. Das Kühlmittel umströmt die Batteriezellen 101 und temperiert somit die Zellen. Außerdem werden die Batteriezellen 101 mithilfe des Kühlmittels hydrostatisch gelagert. Das Kühlmittel, welches die Abwärme der Batteriezellen 101 aufgenommen hat, wird aus dem Gehäuse 102 mithilfe einer Ablaufleitung 12 der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 abgeleitet.The battery 100 can also be a, preferably pressure-resistant, housing 102 for the battery cells 101 have, in which the coolant through the inlet line 11 the hydraulic cooling device 10 can be initiated. The battery cells can advantageously 101 in flexible, in particular coolant-impermeable, envelopes. The coolant flows around the battery cells 101 and thus temper the cells. In addition, the battery cells 101 stored hydrostatically using the coolant. The coolant, which is the waste heat from the battery cells 101 has been taken out of the housing 102 using a drain pipe 12 the hydraulic cooling device 10 derived.

Vorteilhafterweise kann die Erfassungseinheit 20 im Sinne der Erfindung mindestens einen Sensor 22 aufweisen, um mindestens einen Betriebsparameter der Batterie 100 zum Bestimmen des Betriebszustandes I, U, C, T, R, SOH, SOC der Batterie 100 zu erfassen, wie dies schematisch in der 1 angedeutet ist.The detection unit can advantageously 20 in the sense of the invention at least one sensor 22 have at least one operating parameter of the battery 100 to determine the operating status I . U . C . T . R . SOH . SOC the battery 100 to grasp how this is shown schematically in the 1 is indicated.

Weiterhin kann die Erfassungseinheit 20 einen Drucksensor 21 aufweisen, um den hydrostatischen Druck P innerhalb der Batterie 100, d. h. innerhalb des Gehäuses 102, zu überwachen.Furthermore, the registration unit 20 a pressure sensor 21 exhibit the hydrostatic pressure P inside the battery 100 , ie inside the housing 102 to monitor.

Die Steuereinheit 30 kann weiterhin einen entsprechenden Regler 32 aufweisen, welcher den hydrostatischen Druck P innerhalb des Gehäuses 102 durch Einstellungen am Aktuator 40 auf den optimalen Druck P* einregelt.The control unit 30 can continue to use a corresponding controller 32 which have the hydrostatic pressure P inside the case 102 through settings on the actuator 40 on the optimal pressure P * adjusts.

Die erfindungsgemäße Elektronikeinheit 30 kann in einem zentralen Batterie-Management-System 110 implementiert oder als eine separate Einheit bzw. ein separates Steuergerät ausgeführt sein.The electronics unit according to the invention 30 can be in a central battery management system 110 implemented or designed as a separate unit or a separate control unit.

Im Kühlkreislauf der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 kann außerdem in der Zulaufleitung 11 eine Kältemaschine 14 vorgesehen sein. In der Ablaufleitung 12 der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 kann nach einem Verdichter 15 oder einer Pumpe 15 ein Wärmetauscher 17 vorgesehen sein. Der Wärmetauscher 17 kann mithilfe eines Ventilators 16 belüftet werden, um den Wärmeabtransport zu begünstigen. Der Wärmetauscher 17 kann bspw. innerhalb eines Fahrzeugkühlers realisiert werden. Der Wärmetauscher 17 kann wiederum an eine Fahrzeugheizung 201 angeschlossen werden, um die Abwärme der Batterie 100 zu nutzen. In the cooling circuit of the hydraulic cooling device 10 can also be in the feed line 11 a chiller 14 be provided. In the drain pipe 12 the hydraulic cooling device 10 can after a compressor 15 or a pump 15 a heat exchanger 17 be provided. The heat exchanger 17 can be done using a fan 16 be ventilated to promote heat dissipation. The heat exchanger 17 can be realized, for example, within a vehicle cooler. The heat exchanger 17 can turn on a vehicle heater 201 connected to the waste heat from the battery 100 to use.

Nach dem Durchgang des Wärmetauschers 17 kann ein Ventil 18 zur Drosselung des Kühlmittels vorgesehen sein. Mithilfe der Kältemaschine 14 und des Wärmetauschers 17 kann der Wärmetransport zuverlässig realisiert werden. Mithilfe des Aktuators 40 und des Verdichters 15 können die Druckverhältnisse in der Batterie 100 sowie im Kühlkreislauf der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 flexibel gesteuert werden.After passage of the heat exchanger 17 can be a valve 18 be provided for throttling the coolant. With the help of the chiller 14 and the heat exchanger 17 the heat transport can be reliably implemented. With the help of the actuator 40 and the compressor 15 can change the pressure conditions in the battery 100 as well as in the cooling circuit of the hydraulic cooling device 10 can be controlled flexibly.

Wie in der 1 unten rechts angedeutet ist, kann das erfindungsgemäße System 1 auf eine vorteilhafte Weise bei mobilen Anwendungen, bspw. in einem Fahrzeug 200, verwendet werden.Like in the 1 The system according to the invention can be indicated at the bottom right 1 in an advantageous manner in mobile applications, for example in a vehicle 200 , be used.

Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The above description of the figures describes the present invention exclusively in the context of examples. Of course, individual features of the embodiments, if it makes technical sense, can be freely combined with one another without going outside the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Kühlvorrichtungcooler
1111
Zulaufleitungsupply line
1212
Ablaufleitungdrain line
1414
Kältemaschine, VerdampferChiller, evaporator
1515
Verdichter, PumpeCompressor, pump
1616
Ventilatorfan
1717
Wärmetauscher, FahrzeugkühlerHeat exchangers, vehicle radiators
1818
Ventil Valve
2020
Erfassungseinheitacquisition unit
2121
Drucksensorpressure sensor
2222
Sensorsensor
3030
Steuereinheitcontrol unit
3131
SpeicherStorage
3232
Reglerregulator
4040
Aktuator actuator
100100
Batteriebattery
101101
Batteriezellebattery cell
102102
Gehäusecasing
110110
Batterie-Management-System Battery management system
200200
Fahrzeugvehicle
201201
Fahrzeugheizung car heater
I, U, C, T, R, SOH, SOCI, U, C, T, R, SOH, SOC
Betriebszustand operating condition
II
Stromelectricity
UU
Spannungtension
CC
Kapazitätcapacity
TT
Temperaturtemperature
RR
Innenwiderstandinternal resistance
SOHSOH
Alterungszustandaging state
SOCSOC
Ladezustand SOC
ff
Funktionfunction
L(P)L (P)
Alterungsmodell aging model
LL
Lebensdauerlifespan
LmaxLmax
maximale Lebensdauer maximum lifespan
PP
Druckprint
P*P *
optimaler Druckoptimal pressure

Claims (10)

Modular aufgebaute Batterie (100), aufweisend: mehrere Batteriezellen (101) und eine Erfassungseinheit (20) zur Erfassung zumindest eines Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100), dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator (40) vorgesehen ist, um einen Druck (P) in der Batterie (100) in Abhängigkeit des zumindest einen erfassten Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) einzustellen.Modular battery (100), comprising: a plurality of battery cells (101) and a detection unit (20) for detecting at least one Operating state (I, U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100), characterized in that an actuator (40) is provided to a pressure (P) in the battery (100) depending on the at least to set a detected operating state (I, U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100). Batterie (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Kühlvorrichtung (10) zum Temperieren und zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen (101) vorgesehen ist, und/oder dass der Aktuator (40) in einer Zulaufleitung (11) einer hydraulischen Kühlvorrichtung (10) zu der Batterie (100) angeordnet ist, und/oder dass der Aktuator (40) dazu ausgeführt ist, den Druck (P) in der Batterie (100) als einen hydraulischen Druck (P) in einer hydraulischen Kühlvorrichtung (10) in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) einzustellen.Battery (100) after Claim 1 , characterized in that a hydraulic cooling device (10) is provided for tempering and for hydrostatic mounting of the battery cells (101), and / or in that the actuator (40) in an inlet line (11) of a hydraulic cooling device (10) to the battery ( 100) is arranged, and / or that the actuator (40) is designed to set the pressure (P) in the battery (100) as a hydraulic pressure (P) in a hydraulic cooling device (10) depending on the detected operating state (I , U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100). Batterie (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) einen oder mehrere der nachfolgend genannten Betriebsparameter der Batterie (100) umfasst: Strom (I), Spannung (U), Kapazität (C), Temperatur (T), Innenwiderstand (R), Alterungszustand (SOH), Ladezustand (SOC), Selbstentladerate, mögliche Laderate, Leistungs-Liefervermögen, Leistungsanforderung, mechanische und/oder geometrische Eigenschaften der Batterie (100), und/oder dass die Erfassungseinheit (20) mindestens einen Sensor (22) aufweist, um mindestens einen Betriebsparameter der Batterie (100) zum Bestimmen des Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) zu erfassen, wobei die Betriebsparameter der Batterie (100) sein können: Strom (I), Spannung (U), Kapazität (C), Temperatur (T), Innenwiderstand (R), Alterungszustand (SOH), Ladezustand (SOC), Selbstentladerate, mögliche Laderate, Leistungs-Liefervermögen, Leistungsanforderung, mechanische und/oder geometrische Eigenschaften der Batterie (100).Battery (100) after Claim 1 or 2 , characterized in that the operating state (I, U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100) comprises one or more of the following operating parameters of the battery (100): current (I), voltage (U) , Capacity (C), temperature (T), internal resistance (R), state of aging (SOH), state of charge (SOC), self-discharge rate, possible charge rate, power delivery capacity, power requirement, mechanical and / or geometric properties of the battery (100), and / or that the detection unit (20) has at least one sensor (22) in order to determine at least one operating parameter of the battery (100) for determining the operating state (I, U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100) Detect, where the operating parameters of the battery (100) can be: current (I), voltage (U), capacity (C), temperature (T), internal resistance (R), state of aging (SOH), state of charge (SOC), self-discharge rate, possible charging rate, performance delivery capacity, performance requirement, mechanical and / or geometric Battery properties (100). Batterie (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (30) vorgesehen ist, die dazu ausgelegt ist, den Aktuator (40) anzusteuern, um einen optimalen Druck (P*) in der Batterie (100) einzustellen, der gemäß einem dem erfassten Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) entsprechenden Alterungsmodell (L(P)) der Batterie (100) eine maximale Lebensdauer (Lmax) der Batterie (100) ermöglicht.Battery (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a control unit (30) is provided which is designed to control the actuator (40) in order to set an optimal pressure (P *) in the battery (100), which enables a maximum service life (L max ) of the battery (100) according to an aging model (L (P)) of the battery (100) corresponding to the detected operating state (I, U, C, T, R, SOH, SOC). Batterie (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) einen Speicher (31) aufweist, in welchem für unterschiedliche Betriebszustände (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) entsprechende Alterungsmodelle (L(P)) der Batterie (100) als Funktionen (f) der Lebensdauer (L) der Batterie (100) in Abhängigkeit von dem Druck (P) in der Batterie (100) hinterlegt sind, und/oder dass die Steuereinheit (30) dem erfassten Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) ein entsprechendes Alterungsmodell (L(P)) zuordnet.Battery (100) after Claim 4 characterized in that the control unit (30) has a memory (31) in which aging models (L (P)) corresponding to different operating states (I, U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100) of the battery (100) are stored as functions (f) of the service life (L) of the battery (100) as a function of the pressure (P) in the battery (100), and / or that the control unit (30) matches the detected operating state ( I, U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100) assigns a corresponding aging model (L (P)). Batterie (100) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgelegt ist, einen Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) zu einem späteren Zeitpunkt in Abhängigkeit von dem erfassten Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) und einer erwarteten Verwendung und/oder einem erwarteten Einsatzort der Batterie (100) zu diesem späteren Zeitpunkt zu prognostizieren, wobei das Alterungsmodell (L(P) in Abhängigkeit von dem prognostizierten Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) bestimmbar ist.Battery (100) according to one of the Claims 4 or 5 , characterized in that the control unit (30) is designed to determine an operating state (I, U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100) at a later point in time as a function of the detected operating state (I, U , C, T, R, SOH, SOC) and an expected use and / or an expected location of the battery (100) at this later point in time, the aging model (L (P) depending on the predicted operating state (I, U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100) can be determined. Batterie (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) innerhalb eines Batterie-Management-Systems (110) implementiert ist.Battery (100) according to one of the Claims 4 to 6 , characterized in that the control unit (30) is implemented within a battery management system (110). Fahrzeug (200) mit einer modular aufgebauten Batterie (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Vehicle (200) with a modular battery (100) according to one of the preceding claims. Verfahren zum Betreiben einer modular aufgebauten Batterie (100), die mehrere Batteriezellen (101) und eine Erfassungseinheit (20) zur Erfassung eines Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator (40) angesteuert wird, um einen Druck (P) in der Batterie (100) in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) einzustellen.For operating a modular battery (100), the plurality of battery cells (101) and a detection unit (20) for detecting an operating state (I, U, C, T, R, SOH, SOC) The method of the battery (100), characterized characterized in that an actuator (40) is controlled in order to set a pressure (P) in the battery (100) depending on the detected operating state (I, U, C, T, R, SOH, SOC) of the battery (100). Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (30) den Aktuator (40) derart ansteuert, dass ein optimaler Druck (P*) in der Batterie (100) eingestellt wird, der gemäß einem dem erfassten Betriebszustand(I, U, C, T, R, SOH, SOC) entsprechenden Alterungsmodell (L(P)) der Batterie (100) eine maximale Lebensdauer (Lmax) der Batterie (100) ermöglicht.Method according to the preceding claim, characterized in that a control unit (30) controls the actuator (40) in such a way that an optimal pressure (P *) in the battery (100) is set, which is determined according to a detected operating state (I, U , C, T, R, SOH, SOC) corresponding aging model (L (P)) of the battery (100) enables a maximum service life (L max ) of the battery (100).
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